Способ определения трещиностойкости хрупких материалов и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для определения трвщиностойкости хрупких материалов на стадии остановки трещины . Цель изобретения - повьгаение точности определения трещиностойкости путем создания условий для остановки трещины после скачка за счет снижения коэффициента интенсивности напряжений при росте трещины, регулирование величины соотношения между сжимающими и растягивающими усилиями.

На фиго 1 изображена схема осуществления способа; на фиг 2 предлагаемое устройство; на фиго 3кинематическая схема устройства; на фиг о 4 - вид А на фиг. 2,

Устройство содержит два рычажных захвата 1 и 2 Концы 3 и 4 захвата 1 и 2 предназначены для взаимодействия с торцами консолей 5 и 6 образца 7. Концы 8 и 9 захватов 1 и 2 связаны шарнирно с вершинами 0 и 11 Р-образных рычагов 12 и 13. Плечи 14 и 15 рычагов 12 и 13 имеют подвижные упоры 16 и 17, а плечи 18 и 19 рычагов 12 и 13 соединены шарнирно с телескопическими тягами 20 и 21. Другие концы тяг 20 и 21 соединены шарнирно между собой и с силовозбуди телем (не показан) Способ осуществляют следующим образом. Призматический двухконсольный образец 7 с надрезом 22 и наведенной из вергаины надреза трещиной (не показана) размещают в устройстве между концами 3 и 4 захватов I и 2 так, что консоль 5 взаимодействует с захватом 1, а консоль 6 - с захватом 2, Затем прикладывают к тягам 20 и 21 усилие Р нагружения. ,. Тяги 20 и 21 передают внещнее воздействие на Г-образные рычаги 12 и 13 которые через подвижные упоры 16 и 17 передают на образец 7 сжимающие усилия Рр и через захваты 1 и 2 - растягивающие усилия Рр, вызывающие изгиб консолей 5 и 6 образца 7. Усилия Р, и PJ, вызывают градиент напряженного состояния в зоне надреза 22, Нагружение осуществляют до скачка трещины, наведенной на вершины надреза 22, После скачка трещина останавливается из-за градиента напряженного состояния в направлении скачка трещины от

уравновешенных усилий Рр и Р. . При этом отношение Рр/Р,- между растятивающими и сжимаюшими усилиями Рр и .Р, зависящее только от геометрических размеров устройства, меньше единицы и в процессе испытания остается постоянным о Изменением длинь телескопических тяг 20 и 2 можно регулировать это соотношение,

После скачка трещины регистрируют параметры трещинообразования (размер скачка трещины и усилие, вызывающее скачок), по которым расчитывают характеристики трещиностойкости материала образца

П р и м е рс Испытывают образец из силикатного стекла толщиной 5 мм, высотой консоли 24 мм и длиной надреза 30 мМо Угол Ц между нагружающими тягами для получения прироста трещины в 10 мм составляет 87 30 о Трещиностойкость материала характеризуется отношением Kj /Kj-g, где К(, - коэффициент интенсивности напряжений при страгивании трещины,

Kjg - коэффициент интенсивности напряжений при остановке трещины, которое составляет 2,6„

Формула изобретения 1 о Способ определения трещиностойкости хрупких материалов на ста-, дии остановки трещины, по которому призматический двухконсольный образец с надрезом и наведенной из вершины надреза трещиной нагружают до скачка трещин при наличии градиента напряженного состояния в направлении развития скачка трещины от уравновешенных растягивающих и сжимающих усилий и регистрируют параметры трещинообразования, по которым рассчитывают характеристики трещиностойкости материала, о т „личающий ся тем, что, с целью повьшения точности определения путем создания условий для остановки трещины после скачка за счет снижения коэффициента интенсивности напряжений при росте трещины, соот- ношение между растягивающими и сжимающими усилиями в процессе нагружения образца поддерживают,постоянным и мещьшим единицы 2, Устройство для определения трещиностойкости хрупких материалов, содержащее два рычажных захвата. одни концы которых предназначены для взаимодействия с торцами консолей образца, и силовозбудитель, свя занный с другими концами захватр в отличающееся тем, что оно снабжено шарнирно связанными-своими верпшнами с соответствующими захватами двумя Г-образными рычагами, имеющими подвижные упоры на одном из плеч, а другие плечи связаны 354 с силовозбудителем с помощью тяг, концы которых соединены шарнирно между собой, 3. Зстройство по По 2, о т л и чающееся тем, что, с целью регулирования величины соотношения между сжимающими и растягивающими усилиями, тяги выполнены телескопическими.

Изобретение относится к испытательной технике и может буть использовано для определения трещиностойкости хрупких материалов на стадии остановки трещины, С целью повышения точности определения трещиностойкости нагружают призматический двухконсольный образец с надрезом уравновешенными растягивающими и сжимающими усилиями, которые вызывают градиент , напряжений в направлении развития трещины. Соотношение между указанными усилиями в процессе нагружения поддерживается постоянным и меньшим единицы Это обеспечивается за счет использования устройства, которое содержит силовозбудитель, два рычажных захвата, одни концы которых предназначены для взаимодействия с торцами консолей образца, а другие шарнирно соединены с вершинами соотс IQ ветствующих Г -образных рычаготв, (Л имеющих подвижные упоры на одном из плечо Другие плечи рычагов соединены с силовозбудителем с помощью телескопических тяг, концы которых соединены шарнирно между собой. 2с, и 1 ЗоПо ф-лы, 4 ило

13

6 2

П

f3

20

21

12