Способ создания начальной трещины в образце для механических испытаний

 

Союз Советскии

Социалистичвскии

Республик

О П И С А Н И Е (945729

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 11.12.80 (21) 3213860/25-28 (5()М. Кл. с присоединением заявки РФ (23) Приоритет

GOIN 3/00

С,ОХ N 3/30

9кударетевнныб квмнтет

СССР ае даюам «эебрвтеннй н втнрытнй

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 28.07.82 (53) УДК 620.

° 115(088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Еременко, С. А. Новиков и В м. ПеефоЪ" - -" *4

1 Р йй д ч .-;-- . т

Ф (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ НАЧАЛЬНОЙ ТРЕЩИНЫ

В ОБРАЗЦЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

Ф

Изобретение относится к испытанию материалов, а именно к способам создания начальной трещины в образце для механических испытаний материалов, в частности для ижытания на трепщностойкость, Известен способ создания начальной трещины в образце путем асжмметричного изгиба образца, осуществляемого с помощью вибратора или на усталостной машине (1 ) .

Недостатками способа являются его большая трудоемкость и необходимость в сложном оборудовании.

Наиболее близким по технической сущнос ти к изобретению является способ создания начальной трещины в обраэпе

gKa механкческих испытаний, заключающийся в том, что в образце создают клиновидный вырез и нагружают грани выреза с помощью энергии взрыва за ряда ВВ. По этому способу в вырез на образце устанавливают боек с клиновидным заострением, а на тореп бойка—

2 заряд взрывчато-о вещества (BB). При подрыве заряда по бойку распространяеч ся волна сжатия, которая через боковую поверхность клина переходит в образеп.

Интерференция волн от боковых поверх5 ностей клиновидного выреза создает в вершине выреза импульсные растягивающие напряжения, которые приводят K

BcxQGEHoaeRHIo и распространению тре1о от верпптны выреза. Длина создаваемой трещины регулируется величиной заряда ВВ Г23 .

Недостатком способа является то, что он может быть использован для создания начальных трещин только в ображах из достаточно хрупких материалов. В пластичных же материалах в вершине выреза возникает зона локализованного пластического течения.

zo С другой стороны, учитывая, что поверхность граней выреза не является идеальной, между бойком и гранями выреза существует определенный зазор, его щиводит к уменьшению крутизны

3 04572 фронта приложения нагрузки к граням, т.е. к уменьшещпо динамичности наРружения. В то же время дпя уменьшения пластического течения материала образца необходимо увеличивать эту динамично стье

Б ель изобретения — расширение класса исследуемых материалов.

Бель достигается тем, чго в способе создания начальной трещины в образце 10 . дпя механических испытаний, эаключаюъщемся в том, что в образце создают клиновндиый вырез и нагружают грани выреза с помощью энергии взрыва заряда ВВ, заряд ВВ размещают непосредственно в вырезе, а образец перед нагружением охлаждают до температуры более низкой, чем температура охрупчивания материала образца.

Размещение заряда в вырезе образца 20 приложения нагрузки, а охлаждение образца делает его материал более хрупким, что способствует образованию трепщны без пластического течения материала. 25

На чертеже показана схема осуществления описываемого способа.

Перед проведением работ по созданию начальной трещины в образце 1 механическим способом создают клиновидный вырез 2, в вырезе размещают заряд

3 ВВ, выполненный в виде клина, с раз- мерами меньше размера выреза. Затем образец 1 помещают в сосуд 4 с охлаждающей средой 5 (жидкий азот). При . охлаждении образца 1 до температуры более низкой, чем температура охрупчивания его материала, подрывают заряд

3 ВВ. При этом в вершине выреза 2 зарождается начальная трешша. Ллина тре 40 шины регулируется величиной заряда

3 ВВ.

Размещение заряда BB в вырезе образца дает воэможность повысить динамичность приложения нагрузки. Это про исходит эа счет того, чго грани выреза

30 ф

3 нагружаются непосредстве нно воздушной волной большой интенсивности, прн этом качество обработки поверхности граней оказывает существенно меньшее влияние на фронт нарастания нагрузки, чем в случае применения бойка. Охлаждение обряда позволяет повысичь хрупкость исследуемого материала, чго способствует образованию трещины беэ пластического течения материала.

Способ позволяет просто и беэ использования специального дорогостоящего оборудования создавать начальные трещины как в хрупких, так и в пластичных материалах, например в малоуглеродистой стали меди и др.

Формула изобретении

Способ создания начальной трещины в образце для механических испытаний заключающийся в том, чго в образце создают клиновидный вырез и нагружают грани выреза с помопью энергии взрыва

ВВ, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с цепью расширения класса исследуемых материалов, заряд ВВ размещают непосредственно .в вырезе, а образец перед нагружением охлаждают до температуры более низкой, чем температура охрупчивания материала образца.

Источники информации, принятые во внимание пря экспертизе 1. Методы испытажи4 контроля и исследования машиностроительных материалов. Справочное пособие. Под редакцией чл;.корр. АН СССР A. Т. Туманова. т.П.

Методы исследования механических свойств металлов. М., Машиностроение", 1974, с. 98-99.

2. Еременко А. С., Новиков С.А., Погорелова А. П. Исследование распространения и взаимодействия быстрых трещин в органическом стекле. ПМТФ, 1079, Ж 4, с. 109 - 112 (прототип).

Составитещ, А» Колтунов

Редактор Н. Лаэаренко Техред С. Мигунова Корректор г, дгар

Закаэ 5319/61 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушскаа наб., д. 4/5

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