Способ испытания материалов на ударное сжатие

Способ испытания материалов на ударное сжатие

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

о""и"я"" 1 н и E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

„„767616

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (Ь1) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 170778 (21) 2644119/25-28 (51) М. Кл.з

G 01 М 3/30 с присоединением заявки М9

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открыти и (23) Приоритет

Опубликовано 3009.80. Бюллетень Ж (53) УДК 620. 178. 72 (088.8) Дата опубликования описания 3009.80 (72) Авторы изобретения

Г.В. Степаиов и A.Ï. Пронякин

Институт проблем прочности AH Украинской ССР (71) Заявитель

1 (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА УДАРНОЕ СЖАТИЕ

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств матеррйалов, а именно к способам испытания материалов на ударное сжатие.

Известен способ испытаний матерна- 5 лов на удар, при котором образец, пбмещенный на наковальне, подвергают удару молота, предварительно разогнанного до определенной скорости раз гонный устройством (1). Способ приме-10 няется для проведения испытаний при невысоких скоростях удара.

Наиболее близким по техническому существу к изобретению является способ испытания материалов на ударное . f5 сжатие, заключающийся в том, что образец иэ исследуемого материала помещают между плоскими поверхностями передающего и опорного элементов в виде стержней постоянного сечения, 2р наносят удар по торцу передающего элемента ударником и регистрируют параметр деформации опорного элемента, по величине которого определяют напряжение в образце (2). 25

При таком способе испытаний параметр деформации опорного элемента зависят от напряжения в испытуемом образце и от эффектов радиальной инерции в опорном. элементе при про- 30

2 хождении через него фронта волны.

При больших скоростях деформации, когда длительность удара имеет тот же порядок, что и период радиальных колебаний опорного элемента, погрешность определения напряжения в образце по деформации опорного элемента очень велика.

Целью изобретения является повы- шение точности определения напряжений в образце при высокоскоростном сжатии путем устранения эффектов радиальной инерции.

Цель достигается тем, что в качестве передающего и опорного элементов и ударника используют плоские пластины такого размера, что диаметр вписанной в них окружности 0 и толщина д. удовлетворяют условию

О/2 +i 2д ъ» С ° ср, где С вЂ” скорость звука в материале пластин;

t д - длительность удара, опорную пластину опирают по контуру, а в качестве параметра деформации регистрируют скорость движения центра поверхности опорной пластины.

B этом способе можно одновременно нагружать набор образцов, при этом образцы равномерно устанавливают на

767616 опОрной пластине на расстоянии Т друг от друга, — которое определяют согласно условию Т =(;у- -)" где S — площадь поперечного сечения образца; o - напряжение на образце;

6 — предел текучести материала т пластины, На фиг. 1 показана схема нагружения образцов; на Фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1. Образцы 1 из испытуемого материала расположены с шагом Т и прикреплены к поверхности опорной йластины 2, например, тонким слоем эпоксидного клея. Опорная пластина 2 с образцами 1 стягиВается винтами (не показаны) с передающей пластиной

3 и опирается по койтуру.

При проведении испытания плоский ударник 4 разгоняется, например, в стволе пневмопорохового копра и ударяет с заданной скоростью по передающей пластине 3, в. которой от поверхности удара распространяется плоская волна нагрузки, проходящая в опорную пластину 2 через образцы 1, вызывая их деформацию.

Скорость днижения центра опорной пластины 2, связанная с напряжением в образцах 1, регистрируется с,помощью емкостного датчика 5 по известной методике. Давление P в плоской волне, распространяющейся в опорной пластине, определяется усилием деформироваййя всех образцов при йх одинаковом деформировании. Усилие деформьфования одного образца б„5 равно усилию, действующему на площадь поверхности пластины, приходящейся на один образец

Т, =бои„. При равномерном расположенйй образцов с шагом Т на один обра-. ""зец"приходится площадь поверхности пластин, равная Т . Волна в опорной йластине будет упругой, еслй давление будет меньше предела текучестй материала пластин. Отсюда уаловие для в бора ив а Т =. (-+ -

Из соотношения T = о-, 5 величина напряжения в образце определяется по величине давления Р в плоской волне.

Величина давления определяется по скорости движения свободной йоверхности опорной пластины при отражении от нее плоской волны (скорость может регистрироваться емкостным датчиком, обеспечивающим высокую разрешающую способность,по времени с использова1 нием известного соотношения) Р=-Ч Я С, где Ро — плотность материала пластйн;

V — скорость поверхности.

Повторное отражение плоской нолны от тыльной поверхности опорной пластины вызывает возмущение, которое не позволяет использовать йрйвбденное вйше выражеййе-ля расчета""йапряжения в образце. Поэтому Ъреия регистрации огрЪяйчено временем двукратного пробе а волны по толщине пластины ер «@.

Формула изобретения

1. Способ испытания материалов на ударное сжатие, заключающийся н том, что образец иэ исследуемого материала помещают между плоскими поверхностями передающего и опорного эле ментов, наносят удар по торцу передающего элемента ударников и регист рируют.параметр деформации опорного элемента, по велйчине которого определяют напряжение в образце, о т л и ч а ю шийся тем, что, с

Щ целью повышения точности определения напряжений н образце при высокоскоростном сжатии путем устранения эффектон радиальной инерции, в качестве передающего и опорного элементов и ударника используют плоские пластины такого размера, что диаметр вписанной н-иих окружности 0 и толщина 6 уд звлетворяют условию:

7 2 д 7/ С 1р, где С - скорость звука в материале пластин; — длительность удара, р опорную пластину опирают по контуру, а н качестве параметра деформации

"регистрируют скорость движения центра поверхности опорной пластины.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что одновременно нагружают набор образцов, образцы равномерно устанавливают на опорной пластине на- расстоянии. друг от друга, которое определяют согласно условию (- ) " где S — площадь поперечного сечения: о образца;

1О

26

Отсюда условие для выбора толщины пластины 26 Ъ С р.

С момента соударения от боковой поверхности пластины распространяется боковая волна нагрузки, нарушающая условие одноосности деформаций в плоской волне. Это возмущение достигнет центра пластины за время

2С при максимально возможном времени регистрации для пластины толщиной 6, равном t = с, необходимое удаление

Ы края пластины от центра должно быть )i 2g. Из условий для выбора dà и О получается единое услоние - 2d » сйр, 2 при выполнении которого полностью устраняется влияние на регистрируемый при испытании параметр нагрузки эффектов радиальной инерции в упругой плите.

Таким образом, изобретение за счет полного устранения радиальных эффектон н опорной пластине обеспечивает повышение точности определения напряжения в материале образца. Способ дает возможность проведения испытания со скоростями, которые в несколько раз превышают скорости испытания при известном способе.

767616 к регистр пр

Составитель В.Финогенов

Редактор Г.улыбина Техред Н.Бабурка Корректор М.Демчик

Заказ 7184/39 Тираж 1019 .. 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 напряжение в образце; предел текучести материала пластины.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертиэе

1. авторское свидетельство СССР

Р 270312, кл. G 01 и 3/30, 1968.

2.F.E.Hawse,Response of. МбЫС то

bigs чеEocits бе о a%ion КЧ-2., Зи1егв

РоЫ15Ъег 19Û,p.93-fo9 (прототип) °