Способ определения трещиностойкости материала

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

It II932354

Союз Советскик

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 10. 11. 80 (21) 3001566/25-28 с присоелинениеи заявки № 3001569/28 (23) Приоритет

Опубликовано 30 05 82. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.05.82 (51)М. Кл.

G О1 И 3/00

Тасударствеииый камитет

СССР ае делам изобретений н открытий (53) УДК 620.172. .24(088.8) А. В. Викулин, А. P. Вишневский и Э. С. Григоря

/ - (72) Авторы изобретения

Ленинградский технологический институт холод7гттьмай промышленности (7I) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к испытани ям материалов, в частности к способам определения трещиностойкости материала.

Известен способ определения трещиностойкости материала, заключающийся в том, что образец с концентратором напряжений нагружают до разрушения и регистрируют при этом параметры разрушения, которые учитывают при определении трещиностойкости. В известном способе регистрируют диаграмму испытания в координатах усилиедеформация, а в качестве параметра разрушения выбирают работу разрушения (,1 .

Недостатком известного способа является низкая точность определения трещиностойкости, так как не учитывается нагрузка, связанная с образованием пластических деформаций у ,вершины трещины и у боковых поверх остей образца.

Цель изобретения - повышение точности определения трещиностойкости материала.

Указанная цель достигается тем, что в.качестве параметров разрушения регистрируют нагрузки Р и Р, соответствующие началу и концу нестабильного хрупкого разрушения, упругие смещения d„ d< в образце при указанных значениях нагрузок и площадь

FKð кристаллического излома образца, а о трещиностойкости судят по сопротивлению хрупкому разруыению. стет

Сопротивление G хрупкому разрушению, соответствующее статическому нагрумению, вычисляют по формуле

G, =(Р.о -Р;4)/2Р р.

Кроме того, с целью определения трещиностойкости материала в условиях динамического нагружения, измеряют раскрытие ддин трещины на участке ее нестабильного распространения,, дчн а сопротивление p„хрупкому разру4 а вид регистрируемой диаграммы нагузка P-смещение d оказывает влияние есткость К системы, сначала путем проведения тарировочных испытаний определяет жесткость К.

Затем испытывают образец и рассчик тывают сопротивление С„ хрупкому разрушению по формуле с Г(d >d } () /1/

Жесткость К системы можно определить путем проведения испытаний двух образцов из одного материала, по крайней мере один линейный размер которых различается не менее чем в полтора раза. Тогда при одинаковом значении сопротивления хрупкому разрушению материала по значениям энергий, затраченных на разрушение, судят о величине К.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения трещино,стойкости эа счет учета нагрузки, связанной с образованием пластических. деформаций у вершины и у боковых поверхностей образца. шению, соответствующее динамическому н нагружению вычисляют по Формуле р

G<< =(Р + Р )Д „,к/2Г, ж

С целью повышения точности путем учета жесткости К системы нагружения, К сопротивление G.< хрупкому разрушению рассчитывают с учетом жесткости системы нагружения по Формуле

G„"=Г(Р< Рада-) („Ра ) j/

/2Гкр 1о

Для определения жесткости К.системы нагруи<ения испытывают два образца, по крайней мере один линейный размер которых различается не менее чем в полтора раза, и по значениям энергий, затраченных на их разрушение, судят о жесткости K.

На Фиг.1 изображена типичная диафрагма разрушения в координатах нагрузка-смещение; на фиг.2 — диаграмма разрушения, полученная при испытании в жесткой нагружающей системе.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец с концентратором напряжений нагружают до разрушения и регистрируют при этом диаграмму испытания в координатах нагрузка Р-смещение d .

О смещении судят по раскрытию трещины.

По диаграмме разрушения определяют нагрузки Р„ и Р, соответствующие началу и концу нестабильного хрупко-. го разрушения и упругие смещения д и д< в образце при указанных значениях нагрузок, кроме того измеряют площадь Гкр кристаллического излома образца. Размеры образца для испытания подбирают такими, чтобы обеспечить кристаллический излом хотя бы на 20304 рабочего сечения образца. Затем, если испытание ведут в режиме статического нагружения, вычисляют сопростат ти вление С„хрупкому разрушению по формуле

0 <. (Р< < Рй d -) /2Ркр и по его значению судят о трещиностойкости материала..

Если же испытание ведут в режиме

< динамического нагружения, то по диаграмме нагрузка P-смещение d определяют раскрытие d ùòðåùèíû на участке ее нестабильного распространения, и о трещиностойкости судят по сопротивлению G ", хрупкому разрушению, вычисляемому по Формуле

".< =(Р<+ Р ) диФ 2 "кр

В том случае, если испытание ведется в испытательной системе, где формула изобретения

3 93235"

1. Способ определения трещиностойкости материала, заключающийся в том, что образец с концентратором напряжений нагружают до разрушения и регистрируют при этом параметры разрушения, которые учитывают при определении трещиностойкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, в качестве параметров разрушения регистрируют нагрузки Р и Р, соответствующие началу и концу нестабильного хрупкого разрушения, упругие смещения д < и dg в образце при указанных значениях нагрузок и площадь Гкр кристаллического излома образца, а о трещиностойкости судят по сопротивлению хрупкому разрушению.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что, сопротивление стот

G . хрупкому разрушению, соответствующее статическому нагружению, вычисляют по Фоомуле

О.< = (Р, д.< "Р д } /2 Г <(р .

3. Способ по и.1, о т л и ч а ющ и и с .я тем, что, с целью определения трещиностойкости материала B условиях динамического нагружения, измеряют раскрытие К «затрещины на участке ее нестабильного распростра-.

5 9323 дою нения, а сопротивление е хрупкому разрушению, соответствующее динамическому нагружению, вычисляют по

Формуле ди н

G4 (4 > 2) Каин 2 р

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности путем учета жесткости

t(системы нагружения, сопротивление 1в

G хрупкому разрушению рассчитывают с учетом жесткости системы нагружения по формуле

G"„= ((t„d „-P d )-(t „-P ) yy)g2F„p.

Р

54 6

5. Способ по п.l и 4, о т л ич а ю шийся тем, что для определения жесткости К системы нагружения испытывают два образца, по крайней мере один линейный размер которых различается не менее чем в полтора раза, и по значениям энергий, затраченных на их разрушение, судят о жесткости К.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Ударные испытания металлов. Сб., Пер. с англ. М., "Мир", 1973, с.7, 261 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 3766/62

Тираж 883 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4