Способ испытания на растяжение образцов анизотропных материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N3/08 

Изобрате. птге от:-с1сится х испытательной технике и может быть испо;: ь-- зозано прт-i анялкяе механических свойств а -; -;зотр1эпг ых материалов, в частности при определекии прочности хрупких материалов, на;1ример керамических, при испытании на растяжение.

Цель изобретения - расширение технологических воэможнсстей способа при испьгтании хр-упких материаловj например керамич ских. путек обеспечения испытания гшос кк : образцов произвольной форР ГТ:,.

На чертеже nvK ser .s. J осу- 1цест;улени51 способа.

Способ испытаяки иа рас- кжение образцов анизотропных г-гзтериапов осуществляют следующим образом.

Плоский образец 1 произвольной формы из исследуемого матепиала с анизотропными свойствзь к например из карамики,. размещают между двумя одп наковыми частями 2 :ч 3 эластичной прокладки, поперечные сечения, которых совпадают с ноперечяьм сечением образца , образуя трехслойны пакет, гот пакет размещают между нагрузоч- пгвтач - 4 ; 5 прессга (не показан;, псэЕоляющегс- регулировать и измерять йелкчику яагр;,т сения, .Доводят образец 1 до разрушения,, регистрируют величину усилия при разруие- нии и но ней оценивают прочность ис- пь туемого материала на растяжение, В ка 1естве натер:иапа частей 2 и 3 эластичной прокладки используют материал,, отношение коэффициента Пуассона к модулю Юнга которого превьша- ет это отношение .ф1я материала испытуемого образца ... Кроме того материал частей 2 и 3 эластичной прокла//, ки должен образозывать с материалом образца 1 фрикционную пару., что исключает проскальзывание частей 2 к 3 эласти чной прокладки относг-ггельно плоскости образца 1 г,

В iipon.ecre сжатия части 2 и 3 эластичной прокладки деформируются в продольном и поперечном направлении. Совместно с ними образец I также подвергается деформации как продольной от действия сжимающей нагрузки, так и поперечной от контакта с частями 2 и 3 эластичной прокладки,, Поскольку величина поперечной деформации эластичной прокладки выше, чем у материала образца s ,. то вследствн е стест1енья рк .у.-.ггая дефсрмашгй частей

1

250904 2 и

3 материалом образца в нем возникают растягивающие напряжения. С увеличением сжкмаюР1ей нагрузки величина растягивающих напряжений возраS стает и, учитывая анизотропию свойств испытуемого материала, а именно, что сопротивление материала керамики растяжению более чем на порядок ниже сопротивления сжатия, разрушение образца

10 происходит под действием растягивающих напряжений.Величину разрушающих растягивающих напряжений определяют по известным формулам теории упругости.

Пример. Испытанию подвергают образцы из пьезокерамики ЦТБС-3, ЦТС-19, ЦТС-21, ЦТС-83Г и ТВ-2 в форме дисков диаметром от 8 до 20 мм и толщиной от 0,3 до 4 мм. Модуль Юнга более 0,6-10 кгс/см, коэффициент Пуассона 0,25-0,4. В качестве материала частей эластичной прокладки использовали оргстекло с модулем Юнга 0,05-10 кгс/см и коэффициентом Пуассона 0,35. Для образцов из пьезокерамики ЦТБС-3 диаметром 20 мм и толщиной 1 мм разрушение происходит при сжимающем усилии от 8АО

fS

20

25

30

ДО 650 кгс, для ЦТС-19 диаметром 10 и толщиной 1,4 соответственно от 420 до 340 кгс.

S

5

S

Формула изобретения

Способ испытания на растяжение образцов анизотропных материалов, заключающийся в том, что эластичную прокладку приводят во взаимодействие с испытуемым образцом, прикладывают к ней сжимающее усилие, доводят образец до разрушения и регистрируют величину усилия при разрущении, по которой судят о прочности испыту- емого материала, отличающийся тем что, с целью расширения технологических возможностей способа при испытании хрупких материалов э например керамических, путем обеспечения испытания плоских образ- . цов произвол ной формы, прокладку выполняют с поперечным сечением, совпадающим с поперечным сечением образца j из двух частей для размещения между ними образца и изготавливают их из материала,отношение коэффициента Пуассона к модулю Юнга которого.превы- шает это отношение для материала испы- туемого образца и который образует с материалом образца фрикционную пару.

7/////////

Изобретение относится к испытательной технике и может использоваться для определ ения механических свойств анизотропных материалов, например керамических, при их испытании на растяжение. Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа при испытании хрупких материалов, например керамических, путем обеспечения испытания плоских образцов произвольной формы. Плоский образец произвольной формы, например в виде диска или пластины, размещают между двумя одинаковыми частями эластичной прокладки , поперечные сечения которых совпадают с поперечным сечением образца. Через эластичную прокладку воздействуют на образец сжимающей нагрузкой и доводят его до разрушения. Эластичная прокладка выполнена из материала, отношение козффициента Пуассона к модулю Юнга которого превышает это отношение для материала испытуемого образца. Кроме того, материал эластичной прокладки образует с материалом образца фрикционную пару, что исключает проскальзывание частей эластичной прокладки относительно плоскости образца. Поскольку величина поперечной деформации эластичной прокладки выше, чем у материала образца, то под действием сжимающего усилия в образце возникают растягива)ощие напряжения. С увеличением сжимающего усилия величина растягивающих напряжений возрастает, что приводит к разрушению образца от действия растягивающих напряжений. Фиксируя величину сжимающего усилия, при которой произошло разрушение образца, определяют растягивающие разрушаюшие напряжения по известным формулам теории упругости. 1 ил. § (Л с to ел о со