Способ испытания плоского образца с краевой трещиной и устройство для его осуществления

Способ испытания плоского образца с краевой трещиной и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ испытания плоского образца с краевой трещиной при определении склонности материала к разрушению , включающий нагружение образца двумя равными раскрывающими трещину силами, противоположно направленными по одной прямой, параллельной продольной оси образца и лежащей в его плоскости, и определение зависимости скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений, по которой судят о склонности материала к разрушению, о тличающийся тем, что,с целью обеспечения испытаний хрупких керамических материалов, нагружение образца производят сжимающими силами или циклически изменяющимися силамиj хотя бы в части цикла сжима-. ющими образец, приложенными с эксцентриситетом относительно продольной оси образца противоположно краевой трещине через упругие элементы , нагружаемые концы которых имеют одну степень свободы по линии действия сил, в процессе роста трещины определяют величину возникающего при нагружении момента, раскрывающего трещину, а податливость при изгибе упругих элементов и расстояние от упругих элементов до продольной оси образца выбирают из условия невозрастания коэффициента интенсивности напряжений с ростом длины i трещины. (Л 2. Устройство для испытания плоского образца с краевой трещиной при определении склонности материала к разрушению, содержащее подвижную и неподвижную траверсы и захваты образца, отличающееся тем, что оно снабжено двумя одинако00 выми нагружающими балками, паралел лельными траверсам и соединенными с ними с помощью соосных упругих Од элементов, перпендикулярных травер00 i сам, а захваты закреплены на нагружающих башках, один - непосредственно , а другой - с помощью двух динамометрических пластин, которые установлены перпендикулярно нагружающим балкам.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 3/00

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3583941/25-28 (22) 19. 04. 83 (46) 15. 10.85. Бюл. ¹ 38 (72) В.Г. Боровик, В.А. Кузьменко и А.Д. Шевчук (71) Институт проблем прочности

АН УССР (53) 620.172.24 (088.8) (56) Вязкость разрушения высокопрочных материалов: Перев. с англ.

M.: Металлургия, 1973, с. 47-55. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПЛОСКОГО .

ОБРАЗЦА С КРАЕВОЙ ТРЕЩИНОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ испытания плоского образца с краевой трещиной при определении склонности материала к разрушению, включающий нагружение образца двумя равными раскрывающими трещину силами, противоположно направленными по одной прямой, параллельной продольной оси образца и лежащей в его плоскости, и определение зависимости скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений, по которой судят о склонности материала к разрушению, о тл и ч а ю шийся тем, что,с целью обеспечения испытаний хрупких керамических материалов, нагружение образца производят сжимающими силами или циклически изменяющимися силами; хотя бы в части цикла сжима„„SU„„1185168 А ющими образец, прилсженными с эксцентриситетом относительно продольной оси образца противоположно краевой трещине через упругие элементы, нагружаемне концы которых имеют одну степень свободы по линии действия сил, в процессе роста трещины определяют величину возникающего при нагружении момента, раскрывающего трещину, а податливость при изгибе упругих элементов и расстояние от упругих элементов до продольной оси образца выбирают из условия невозрастания коэффициента интенсивности напряжений с ростом длины трещины. 2. Устройство для испытания плоского образца с краевой трещиной при определении склонности материала к разрушению, содержащее подвижную и неподвижную траверсы и захваты образца, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено двумя одинаковыми нагружающими балками, параллельными траверсам и соединенными с ними с помощью соосных упругих элементов, перпендикулярных траверсам, а захваты закреплены на нагружающих балках, один †.непосредствен- но, а другой — с помощью двух динамометрических пластин, которые ус-. тановлены перпендикулярно нагружающим балкам.

1185168

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к способам и устройствам для испытания плоских образцов с краевой трещиной при определении склонности материала к разрушению.

Целью изобретения является обеспечение испытаний хрупких керамических материалов.

На чертеже изображено устройство для испытания.

Устройство содержит станину 1, подвижную траверсу 2 и неподвижную траверсу 3, которые соединены через соосные упругие элементы 4 и

5, перпендикулярные траверсам 2 и

3, с двумя одинаковыми нагружающими балками 6 и 7, параллельными траверсам. Захват 8 закреплен непосредственно на нагружающей балке 6, а захват 9 закреплен на нагружающей балке 7 с помощью двух динамометрических пластин 10 и 11, перпендикулярных нагружающим балкам 6 и 7.

Способ испытания с помощью описанного устройства осуществляют следующим образом.

Плоский образец 12 с краевой трещиной 13 для определения склонности материала к разрушению уста- 30 навливают в захватах 8 и 9. Податливость.при изгибе упругих элементов

4 и 5 и расстояние от упругих элементов 4 и 5 до продольной оси образца 12 выбирают расчетным путем д из условия невозрастания коэффициента интенсивности напряжений с ростом длины трещины 13.

Нагружение образца 12 осуществляют двумя равными силами, проти- 40 воположно направленными по одной прямой. Это достигается перемещением подвижной траверсы 2. Нагружение осуществляют сжатием или циклически изменяющимися силами, хотя бы в 45 части цикла сжимающими образец.

Нагружаемые концы упругих элементов 4 и 5 имеют одну степень свободы по линии действия сил.

При сближении траверс 2 и 3 усилия передаются через упругие элементы 4 и 5, балки 6 и 7, динамометрические пластины 10 и 11 и захваты 8 и 9 на образец, вызывая сжатие и изгиб образца в его плоскости. При увеличении нагрузки действующие на образец силы раскрывают трещину и ее длина увеличивается.

В процессе испытания определяют величину возникающего при нагружении момента и длину трещины. Затем расчетом по известным формулам определяют зависимость скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений и по ней судят о склонности материала к разрушению.

При испытании образцов разных размеров и из различных материалов нагружающие балки 6 и 7 выполняют различной длины, а упругие элементы 4 и 5 — с различной податливостью при изгибе. Для этой цели нагружающие балки могут быть выполнены составными с различным расположением динамометрических пластин

10 и 11, а упругие элементы — сменными. Это дает возможность осуществить контролируемое нагружение образца, вызывающее скорость роста трещины в заданных пределах.

При испытании хрупких керамических материалов, характеризующихся малой вязкостью разрушения и небольшим диапазоном коэффициентов интенсивности напряжений, в котором происходит медленный рост трещины, передача усилий через упругие элементы и нагружающие балки обеспечивает устойчивое медленное развитие трещины.

1185168

Составитель М. Кузьмин

Редактор М. Бандура Техред О.Иеце Корректор Л. Бескид

Заказ 6354/37

11

Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

°