Образец для определения прочности материала Советский патент 1983 года по МПК G01N3/00 G01N19/04 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть испол зовано при определении прочности материалов. Известен образец для определения прочности материала, выполненный в виде сплошного параллелепипеда 1 }. Недостатком этого образца является ограниченность его использования, поскольку он не позволяет выделить при разрушении составляющую величину нормальных напряжений при приложении разрушающей нагрузки, направленной перпендикулярно одной из его граней, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является образец дл определения прочности материала, вы полненный в виде параллелепипеда, на двух противоположных гранях кото рого выполнены по две параллельные прямоугольные канавки шириной С Так образом, что канавки на одной из граней размещены между канавками на противоположной грани 2 J. Недостатком этого образца являет ся низкая точность определения проч ности .материала при испытании из-за возникновения изгибающей нагрузки в зоне между двумя соседними канавками, выполненными на разных гранях при приложении нагрузки со стороны грани с более близко расположенными Канавками. Цель изобретения - повышение точ ности определения прочности. Указанная цель достигается тем, что в образце для определения прочности материала, выполненном в виде параллелепипеда, на двух противоположных гранях которого выполнены по две параллельные канавки шириной С ,таКИМ образом, что канавки на одной из граней размещены между -канав ками на противоположной грани, глубина канавок больше расстояния от соответсГвующей грани до нейтрального слоя образца на величину 0,81,0 С, донья канавок выполнены со скруглениями радиуса ,,5 С, а расстояние между двумя соседними канавками, выполненными на разных гранях, составляет 0,1-О, меньшей из глубин канавок. На фиг.1 изображен образец; на фиг. 2 и 3 - узел I на фиг.1 в зависимости от радиуса скругления дна .канавки . Образец выполнен в виде параллелепипеда, на двух противоположных гранях которого выполнены по две параллельных канавки шириной С. Две канавки 1 и 2 на одной из граней раз мещены между канавками 3 и на противоположной грани, глубины канавок 1 и 2 больше расстояния Н , , а глубины канавок 3 и больше расстояния Н2 от соответствующей грани до нейтрального слоя на величину 0,8-1,0 ширины С канавки. Донья канавок l-t выполнены со скруглениями радиуса г, равными 0,30,5 ширины С канавки, а расстояние В между двумя соседними канавками 1,3 и 2, выполненными на разных гранях, составляет 0,1-0, меньшей из глубин канавок 3 и 4, Образец испытывают следунэщим образом. Испытуемый образец устанавливают гранью расстояние между канавками 3 и Ц которой наибольшее, на две опоры ( не показаны) таким образом, чтобы опоры находились с внешних сторон канавок 3 и Ч. Прикладывают к противоположной грани образца между канавками 1 и 2 разрушающую нагрузку, по величине которой судят о прочности материала. Под действием нагрузки в образце происходит нормальный отрыв части образца, расположенной ниже его нейтрального слоя. При этом выб ранные соотношения размеров канавок I- на противоположных гранях испытуемого образца исключают возникновение изгибающего момента на участках между соседними канавками 1 и 3, 2и t, выполнение канавок 1 и 3, 2. и , глубиной, соответственно переходящей за нейтральный слой испытуемого образца, обеспечивает чистый отрыв по испытуемому слою материала образца, а выполнение доньев канавок 1- со скруглениями радиуса г исключает концентрацию напряжений в канавках 1- образца. В случае выполнения канавок 1 и 2, 3и j, глубиной, выходящей за нейтральный слой образца менее 0,8 ши- . рины С канавки, образуется неравномерный по высоте участок из-за скругления доньев канавок, начинающихся до исследуемого нейтрального слоя, что требует дополнительной нагрузки при испытании. В случае выполнения канавок 1 и 2, 3 и k глубиной, выхрдящей за нейтральный слой образца

более 1,0 ширины С канавки, снижаются возможности образца так как донья канавок 1 и 2 или 3 и t выходят соответственно на противоположную грань при близко выбранном исследуемом нейтральном слое материала образца к одной из его граней.

В случае выполнения скруглений доньев канавок радиусами, выходящими за пределами 0,3-0,5 ширины С, в канавках образуются острые участкй сопряжения, которые являются концентраторами напряжений при испытаниях образца.

В том случае, когда расстояние В между двумя соседними канавками 1 и 3, 2 и выполненными на разных гранях образца, менее 0,1 меньшей из глубины канавок 3 и , то образуется слишком тонкая перемычка в которой возможны надрезы ,при изготовлении образца. В том случае, когда расстояние В больше О, меньшей из глубины h канавок З,, т

увеличивается прочность материала и это приводит к возникновению изгибающего момента при испытании образца.

В случае,когда нейтральный слой образца расположен не в плоскости симметрии образца, меньи1ее расстояние между канавками 1 и 2 должно быть со стороны грани, расстояние от которой до нейтрального слоя больше. .При необходимости испытаний образцов из биметаллических материалов канавки с меньшим расстоянием между ними выполняются со стороны гр ни

более прочного материала.

Использование предлагаемого образца повышает точность определения прочности материала за счет исключения изгибающего момента в зоне отрыва путем выполнения канавок, глуби на которых перекрывает испытуемый нейтральный слой образца, и доньев канавок со округлениями.

.5с Фи1.2

,Sc Фиг.З

ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛА, выполненный в виде параллелепипеда, на двух противоположных гранях которого выполнены по две параллельные канавки шириной С таким образом, что канавки на од ной из граней размещены между канавками на противоположной .грани, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения глубина канавок больше расстояния от соответствующей грани до нейтрального слоя образца на величину 0,8-1,0 С,донья канавок выполнены со скруглениями радиуса ,30,5 С, а расстояние между двумя i соседними канавками, выполненными на разных гранях, составляет 0,1(Л 0, мёиьшей из глубин канавок. 10 :д 4 :п :л