Способ определения величины разрушающей нагрузки при откольном разрушении

 

Союз Соввтских

Социалистических

Роспубаии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 894448 (6i ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 150280 (21) 2908758/25-28 с прнсоеаииением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 301281. Бюллетень ра 48

Дата опубликования описания 3012181

{Ь!)М. Кл.

G 01 и 3/30

{53) УДК 620.178. .7 (088.8) 61суАарствеивьй KoNNtot

СССР ав двлам язвбретввк11 н еткрытий (72) Авторы изобретения

Г. В . С тепа нов и В .И. Р оман ченк о

Институт проблем прочности АН украинс ой ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ РАЗРУШАЮЩЕЙ

НАГРУЗКИ ПРИ ОТКОЛЬНОИ РАЗРУШЕНИИ

0;,— Р сн.т н ), Изобретение относится к испытательной технике, а именно, к способам определения величины разрушающей нагрузки при откольном разрушении.

Известен способ определения величины разрушающей нагрузки при откольном разрушении, по которому величину разрушающей нагрузки Q+ определяют по формуле где Ч вЂ” скорость свободной поверх1 ности образца в момент выхода на нее ударной волны, Ч2 — скорость свободной поверхности, .соответствующая моменту откола, С вЂ” скорость звука, 9 — плотность материала (1).

Недостатком этого способа является неопределенность одного из параметров — скорости звука С, в качестве которого используют скорость звука в полупрос транс тве, скорость пластической волны, либо рассчитывают ее величину в зависимости от давления. Такая неопределенность снижает ,точность определения величины разрушающей нагрузки.

Наиболее. близким к предлагаемому является способ определения величины разрушающей нагрузки при откольном разрушении, заключающийся в том, что нагружают образец высокоскоростным ударом пластины, вызывающим оттО кол, непрерывно регистрируют параметры ударной волны в образце с помощью датчика давления, который устанавливают на подложке на некото- ром расстоянии от тыльной поверхнос15 ти образца. Подложка и образец выполнены нэ различных материалов, а величину разрушающей нагрузки определяют по толщине отколовшейся пластины (2).

Недостаток этого способа заключается в том, что толщину отколовшейся пластины определяют по достаточно громоздким формулам, что повьппа894448

Цель изобретения . — повьппение точности и снижение трудоемкости.

Укаэанная цель достигается тем, что датчик давления устанавливают на подложке из того же материала, что и образец, расстояние Ь от него до тыльной поверхности образца выбирают иэ условия

25

0 (5<2d р

30 где V — скорость тыльной поверхности образца, д — толщина пластины, 0 — скорость ударной волны в образце, а величину разрушающей нагрузки определяют как разность максимального давления, регистрируемого датчиком, и давления в точке, соответствующей отколу.

На фиг. 1 показана схема реализации предлагаемого способа, на фиг.2— график давления, по которому рассчитывают разрушающую нагрузку, на фиг. 3 и 4 — диаграммы волновых процессов в образце.

Способ осуществляется следующим образом.

В образце 1 создают ударом бойка

2 ударную волну, при отражении которой от тыльной поверхности 3 s образце возникает откольное разрушение. При ударе тыпьной поверхности 3 в образце I.âoçíèêàåò откольное разрушение. При ударе тыльной поверхности 3 о подложку 4, установленную на расстоянии Д от нее, в последней возникает ударная волна, профиль которой регистрируется датчиком

40

55 ет трудоемкость определения разрушающей нагрузки.

Кроне того, расчет разрушающей нагрузки но толши!!е откола производится со значительной погрешностью, 5 поскольку толщина отколовшейся пластины непостоянная из-за наличия рыхлости и трещиноватости в области откола, В процессе движения отколовшейся пластины при значительных рас- !0 стояниях ее полета до соударения происходит затухание откольного импульса, вследствие чего импульс при ударе о подложку несет искаженную информацию о параметрах ударной волны !5 в образце и разрушающей нагрузки, что снижает точность определения раз рушающей нагрузки.

5 давления с помощью осциллографа 6 через согласующую схему 7, По осциллограмме еисперимеита (фиг. 2) определяют максимальное давление P и дав ление в точке излома, связанной с

1 отколом Р4 и далее рассчитывают разрушающее напряжение по формуле ! += Р!

При отражении ударных волн 0-1 и

2 -1 в образце 1 (фиг.3) от тыльной ! поверхности 3 возникают две волны л у у разгрузки 1-.2 и 1-0 встречных направлений, при взаимодействии которых в образце 1 формируется область растягивающих напряжений АВСД. Под их действием при напряжении, соответствующем состоянию 3, возникает откол ! р правая граница которого лежит на характеристике ВС. Появление дополнительной свободной поверхности при развитии разрушения приводит к изменениюю харак т ера спада д авл ения .

Поскольку имеющиеся средства измерения профиля давления ударных волн способны регистрировать лишь сжимающую нагрузку, схема опыта должна предусматривать действие лишь сжимающих напряжений в местах их установки. Если на некотором расстоянии

Ь от тыльной поверхности 3 расположить подложку 4 из материала образца

1, то при ударе тыльной поверхности

3 о подложку 4 образуются две волны сжатия с состоянием 1 за фронтом. р

При выходе на зту границу той части

t волны разгрузки 1-0, которая прошла через область откола, давление начнет снижаться до состояния 4, а затем ! вследствие появления откола и образования свободной поверхности вновь возрастет до некоторой величины.

Нетрудно заметить, что разность давю лений в точках 1 и 4 будет в точности соответствовать величине разрушающих напряжений.

Проведенный анализ показывает что для реализации предлагаемого способа необходимо обеспечить соударение тыльной поверхности 3 образца 1 с подложкой 4 в момент времени между й„ и g, что регламентирует величину зазора соотношением

О Ьс 2д

Таким образом, пр!и!енение одинаковых материалов образца и подложки

894448

О (Ьс 2d-1 — (V точность определения величины разI рушающей нагрузки за счет устранения 5 неопределенности в значениях расчетных величин и снижает трудоемкость определения разрушающей нагрузки. гд е Ч вЂ” скорость тыльной поверхности образца;

С вЂ” толщина пластины;

0 - скорость ударной волны в об1О разце; а величину разрушающей нагрузки определяют как разность максимального давления, регистрируемого датчиком, и давления в точке, соответствующей

)5 отколу °

Формула изобретения

25 и выбор определенного зазора между образцом и подложкой по указанному выше соотношению позволяет повысить

Способ определения величины разрушающей нагрузки при откольном разрушении, заключающийся в том, что нагружают образец высокоскоростным ударом пластины, вызывающим откол, непрерывно регистрируют параметры ударной волны в образце с помощью датчика давления, который устанавливают на подложке на некотором расстоянии от тыльной поверхности образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости, датчик давления устанавливают на подложке чз того же материала, что и образец, расстояние Ь от него до тыльной поверхности образца выбирают из условия

Ис точники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новиков С.А, и др, Исследование разрушения стали, алюминия и меди при взрывном нагружении. Физика металлов и металловедение. Том 21, вып. 4, 1966, с. 608.

2. Дремин А.H. и др. Исследование откола в воде, этиловом спирте и плексигласе. Сб. 1 орение и взрыв", М., "Наука", 1972, с. 569 (прототип).

894448

Заказ.11469/65

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент" > r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Ступников

Редактор Н. Безродная Техред А.Бабинец Корректор Н.Швыдкая