ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ ШВОВ В УСЛОВИЯХ ОДНОВРЕМЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НОРМАЛЬНЫХ И КАСАТЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Российский патент 1995 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к испытаниям материалов и элементов конструкций на прочность и может быть использовано для оценок прочности сварных швов в условиях совместного действия нормальных и касательных напряжений.

Известен призматический образец для оценки прочности сварных швов в условиях одновременного воздействия нормальных и касательных напряжений, выполненный с двумя глухими, одинаковой глубины прорезями со стороны узких граней, сквозной прорезью в широких гранях и двумя сварными швами, выполненными под острым углом к граням образца между концами прорези. Концы прорези и сварных швов выполнены в двух параллельных плоскостях, перпендикулярных граням образца, а расстояние между концами сквозной прорези в широких гранях и их кромками превышают глубину глухих прорезей со стороны узких граней (см. а.с. СССР N 1288539, 1985, кл. G 01 N 3/00).

Однако данный образец может быть использован для определения прочности сварных соединений только в условиях действия касательных и нормальных растягивающих напряжений, а при его осевом сжатии возникает эффект расклинивания рабочих сечений со швами, исключающий свободное деформирование материала вдоль соединения. По этой же причине данный образец не может быть использован для замеров сдвиговых деформаций швов в процессе нагружения и в стадии разрушения соединения, что снижает информативность испытаний.

Целью изобретения является повышение информативности путем обеспечения оценки прочности соединений при сочетании касательных напряжений как с растягивающими, так и со сжимающими нормальными напряжениями, и обеспечение возможности замеров сдвиговых деформаций сварных швов.

Для достижения цели, согласно изобретению, боковые прорези выполнены в разных, параллельных друг другу плоскостях, прорезь в широких гранях под острым углом к кромкам этих граней, а сварные швы параллельно друг другу и перпендикулярно прорези в широких гранях.

Параллельное расположение сварных швов, оцениваемых на прочность, а также выполнение боковых прорезей в разных параллельных друг другу плоскостях, а прорези в широких гранях под острым углом к их кромкам (узким граням образца) обеспечивает свободу развития сдвиговых деформаций сварных швов в процессе нагружения образца как растягивающей, так и сжимающей нагрузкой, что позволяет осуществлять оценку прочности соединения в условиях сочетания касательных напряжений как с нормальными растягивающими, так и с нормальными сжимающими напряжениями и обеспечивает возможность проведения замеров сдвиговых деформаций сварных швов в процессе нагружения и в стадии разрушения. Признак расположения сварных швов перпендикулярно центральной прорези обеспечивает разрушение образца по сечениям со швами, что необходимо для достижения цели изобретения.

На чертеже дан образец и схема его нагружения.

Образец включает сварные швы 1,2, расположенные под острым углом α к граням образца между краями боковых прорезей 3,4 и прорези 5 в широких гранях образца. Края швов 1, 2 и прорезей 3-5 расположены в двух плоскостях, перпендикулярных граням образца. Боковые прорези 3,4 выполнены от противоположных узких граней образца 6,7 на одну и ту же глубину "а", а ближайшие к граням 3, 4 края прорези 5 расположены от этих граней на расстоянии "в", большем, чем края боковых прорезей 3,4 ("в">"а"). Прорезь 5 в широких гранях образца выполнена под острым углом (β=π/2-α) к узким граням 6,7, боковые прорези 3, 4 выполнены в разных плоскостях, а сварные швы 1, 2 выполнены параллельными друг другу и расположены перпендикулярно прорези 5.

Испытания образца проводят его нагружением растягивающей или сжимающей нагрузкой Р до его разрушения по сечениям со швами 1, 2. При нагружении образца в швах 1, 2 действуют совместно касательные и нормальные растягивающие (при растягивающей силе Р) или нормальные сжимающие (при сжимающей силе Р) напряжения, соотношения между которыми определяются углом α. В процессе нагружения осуществляют замеры сдвиговых деформаций рабочих сечений образца со швами 1, 2, а в момент разрушения фиксируют предельные сдвиговые деформации швов и разрушающую нагрузку.

Изобретение относится к области испытаний материалов и элементов конструкции на прочность и может быть использовано для оценок прочности сварных швов в условиях совместного действия нормальных и касательных напряжений. Целью изобретения является повышение информативности путем обеспечения оценки прочности соединения при сочетании касательных напряжений как с растягивающими, так и со сжимающими нормальными напряжениями, и обеспечения возможности замеров сдвигов деформаций сварных швов. Образец включает сварные швы 1,2, расположенные под острым углом к граням образца между краями боковых прорезей 3 4 и прорези 5 в широких гранях образца. Прорезь 5 выполнена под острым углом к узким граням 6,7 образца, а швы 1,2 расположены параллельно друг к другу и перпендикулярно центральной прорези 5. Наружение образца осуществляют приложением растягивающих или сжимающих усилий P до разрушения образца по сечениям со швами 1, 2 и фиксируют разгружающую нагрузку. В процессе нагружения осуществляют замеры сдвиговых деформаций швов 1,2. 1 ил.

ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ ШВОВ В УСЛОВИЯХ ОДНОВРЕМЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НОРМАЛЬНЫХ И КАСАТЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, выполненный с двумя глухими одинаковой глубины прорезями со стороны узких граней, сквозной прорезью в широких гранях и двумя сварными швами, выполненными под острым углом к граням образца между концами прорезей, концы прорезей и сварных швов выполнены в двух параллельных плоскостях, перпендикулярных граням образца, а расстояние между концами сквозной прорези в широких гранях и их кромках превышает глубину глухих прорезей со стороны узких граней, отличающийся тем, что боковые прорези выполнены в разных параллельных друг другу плоскостях, прорезь в широких гранях под острым углом к кромкам этих граней, а сварные швы параллельно друг другу и перпендикулярно прорези в широких гранях.