Способ измерения скорости распространения трещины в твердых материалах

Способ измерения скорости распространения трещины в твердых материалах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов . Цель изобретения - упрощение и повышение точности измерений. Для этого используют образец с толщиной , неоднократно резко изменяющейся в плоскости действия нагрузки. По мере разрушения образца трещина проходит последовательно через различные участки его продольного сечения. В качестве моментов регистрации движения трещины принимают моменты изменения сопротивления материала образца при прохождении трещиной участков образца с различной толщиной. 3 ил. со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (д1) 4 С 01 N 3/00//Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 13,"

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3992196/22-03 (22) 05.10.85 (46) 15.06.87. Бюл. № 22 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) А.П. Бобряков, А.Ф. Ревуженко и В.Г. Грибанов (53) 623.235(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1076582, кл. Е 21 С 39/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 987453, кл. С 01 N 3/00, 1983. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТРЕЩИНЫ В ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛАХ (57) Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов. Цель изобретения — упрощение и повышение точности измерений.

Для этого используют образец с толщиной, неоднократно резко изменяющейся в плоскости действия нагрузки. По мере разрушения образца трещина проходит последовательно через различные участки его продольного сечения. В качестве моментов регистрации движения трещины принимают моменты изменения сопротивления материала образца при прохождении трещиной участков образца с различной толщиной. 3 ил.

131

Изобретение относится к исследованиям прочностных свойств материалов, в частности к методам измерения скорости распространения трещин в твердых телах, и может найти применение в горной промышленности и строительстве.

Цель изобретения — упрощение определения скорости развития трещины и повышение точности измерений, На фиг. 1 показана схема изменения скорости развития трещины на фиг.2 продольные сечения различных образцов ма.териала, нагруженных клином: а — образец с одинаковой по всей высоте толщиной; б — образец со сквозными отверстиями, оси которых находятся в плоскости движения трещины; в — образец с утолщениями, когда

d< > d; г — образец с прорезями сбоку, когда died на фиг. 3 — осцилло— граммы сопротивления материала образцов, изображенных на фиг. 2.

Измерительная схема содержит образец 1 с переменным поперечным сечением и прорезью 2, нагружающий клин

3, активные тензодатчики 4, наклеен— ные на боковые поверхности клина 3, пассивные тензодатчики 5, источник 6 питания, тензоусилитель 7, осциллограф 8 и импульсный избирательный усилитель 9 горизонтальной развертки.

Способ осуществляется следующим образом.

Нагружают образец 1 статической или ударной нагрузкой с.помощью клина 3. Толщина d образца 1 неоднократно резко изменяется в плоскости действия нагрузки, т,е. в местах пересечения плоскости движения трещины с поперечными сечениями образца.

По мере разрушения образца трещина прохоцит последовательно через различные участки его продольного сечения. При этом активные тензодатчики

4 реагируют на изменения сопротивления материала образца. Активные тензодатчики 4 и пассивные тензодатчики

5 включены в схему измерительного тензометрического моста. Напряжение с измерительного моста подается на тензоусилитель 7 и далее на осциллограф 8. В момент достижения трещиной первого участка неоднородности сечения возникает импульс, регистрируемый тензодатчиком 4. От этого импульса через усилитель 9 происходит запуск горизонтальной развертки ос7309 2 циллографа 8. В момент достижения трещиной следующего участка неоднородности возникает новый импульс.

По зремени следования импульсов определяют скорость распространения трещины V на контрольном участке образца длиной

Пример. В лаборатории разрушения горных пород проведены опыты

1О по определению скорости распространения трещины в твердых материалах.

В качестве материала применялись органическое стекло, алевролит, мелкозернистый песчаник. В образце ши15 риной 100 мм, высотой 100 мм и толщиной 20 мм алмазным диском пропиливали прорезь шириной 1,5-2 мм, глубиной 5-6 мм. В прорезь вставляли стальной клин .с углом построения:

20 20 -40

3Q

Нагружение производилось на испытательной машине повышенной жесткости УМ-10ТМ. Сначала испытывали плоский образец с одинаковым по всей высоте поперечным сечением (фиг.2a).

При этом осциллограмма имела вид, как на фиг. За.. Затем брали плоский образец с тремя сквозными отверстиями диаметром 4 мм, расположенными от прорези на рас.стоянии 5 мм и на расстоянии 15 мм друг от друга. Полученная осциллограмма имела вид, как показано на фиг. 36. В тот момент, когда трещина достигает отверстия, сопротивление материала резко падает.

На осциллограмме это отражается в виде падающего "скачка" напряжения.

Испытывали также образцы с утолщениями на боковых поверхностях. При этом испытании осциллограмма имела вид, как показано на фиг. Зв.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ измерения скорости распространения трещины в твердых материалах, включающий регистрацию моментов отсчета движения трещины через определенные участки образца твердого материала в процессе приложения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерений, используют образец с толщиной, неоднократно резко изменяющейся Е3 плоскости действия нагрузки, а в качестве моментов регистрации движения трещины принимают

3 1317309 4 моменты изменения сопротивления ма- щиной участков образца с различной териала образца при прохождении тре- толщиной.

1317309

Составитель И. Фомичева

Техред Л.Олийнык Корректор E. Рошко

Редактор В. Ковтун

Эаказ 2414/37 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород,, ул. Проектная, 4