Способ испытаний образцов материалов на высокоскоростное сжатие и нагружающий элемент устройства для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01N3/30 

112

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к способу испытаний образцо материалов на высокоскоростное сжати и к нагружающему элементу устройства для осуществления такого способа.

Цель изобретения - повышение точности испытаний.

Поставленная цель достигается за счет устранения влияния эффекта радиальной инерции испытуемого образца для чего образец устанавливают в обому, ограничивая величину деформации его в радиальном направлении при высокоскоростном осевом сжатии.

На фиг.1 изображена схема устройства для испытаний образцов; на фиг. схема нагружения образца сжимающей нагрузкой P(t).

Устройство для испытаний образцов (материалов на высокоскоростное сжатие содержит нагружающий 1 и опорный 2 элементы, размещенные в корпусе 3. Нагружающий элемент 1 вьтолнен в виде стержня с тензорезистором 4 на утоненной средней части стержня. На конце стержня, взаимодействующем с образцом 5, выполненно осевое отверстие 6 с плоским дном, образующее обойму для размещения в ней образца 5 Диаметр отверстия 6 (обоймы) больше диаметра образца 5 на величину о

Например, р;ля образца из акрилнит- рилбутадиенстирольной композиции АБС-2020 диаметром мм, высотой мм, имеющего предельную осевую деформацию и коэффициент Пуассона |М 0,4, необходимая величина

f- зазора О составит 0,12 мм.

2йЕп;, где Д - предельное осевое сжатие образца, Ш - коэффициент Пуас-. По экспериментальным данным примесона исследуемого материала. На дру- 35нение предлагаемого способа и наггом конце стержня, взаимодействующемружающего элемента устройства для исс ударником 7, установлена направляю-пытаний образцов материалов позволящая втулка 8, размещенная в корпусеет повысить точность определения ди3. Опорный элемент 2 конструктивно :намических характеристик приблизитель

выполнен в виде стержня с плоским тор- но на 15% при скоростях деформации

цом и закреплен на основании 9.до

Способ осуществляется следующим образом.

Ш с

Формула изобретения

Образец 5 испытуемого материала помещают между плоскими торцами нагружающего 1 и опорного 2 элементов, наносят удар по втулке 8, регистрируют деформацию нагружающего элемента 1 с помощью тензорезистора 4, наклеенного на калибровочную часть нагружающего элемента 1. По замеренной величине деформации определяют напряжения в образце 5. Для устранения влияния эффекта радиальной инерции образца при высокоскоростном сжатии образец 5 предварительно помещают в обойму, охватывающую его по всей боковой цилиндрической поверхности.Внутo

15

0

5

0

ренний диаметр обоймы превосходит диаметр цилиндрической части образца на величину

,

где дЕ - предельное продольное сжатие образца;

Ш - коэ4|фициент Пуассона исследуемого материала.

При взаимодействии ударника 6 с втулкой 8 на передающий элемент 1 действует динамическая нагрузка, сжимающая испытуемый образец 5.

При достижении продольной деформации ,5 Eg (еГ предельная деформация разрушения исследуемого материала при реализуемой скорости нагружения) , образец 5 входит во взаимодействие с обоймой по боковой поверхности. Деформация образца 5 в радиальном направлении вследствие возникновения радиального давления Р, прекращается и таким образом устраняется влияние эффекта радиальной инерции, приводящее в известных способах к пог- рещности определения прочностных свойств материалов.

Например, р;ля образца из акрилнит- рилбутадиенстирольной композиции АБС-2020 диаметром мм, высотой мм, имеющего предельную осевую деформацию и коэффициент Пуассона |М 0,4, необходимая величина

f- зазора О составит 0,12 мм.

. По экспериментальным данным примена 15

Ш с

45

50

55

Формула изобретения

1. Способ испытаний образцов материалов на высокоскоростное сжатие, по которому образец помещают между плоскими торцами нагружающего и опорного элементов, наносят удар по торцу нагружающего элемента, регистрируют деформацию нагружающего элемента, по величине которой определяют напряжение в образце, о т л и- чающийся тем, что, с целью повьппения точности испытаний за счет устранения влияния эффекта радиальной инерции образца, образец полностью помещают в обойму, внутренний диаметр которой больше диаметра

31

цилиндрической части образца на ве- : личину

S 2 U f.ju где 4 - предельное осевое сжатие

образца;

lU - коэффициент Пуассона исследуемого материала. 2. Нагружающий элемент устройства для испытаний образцов материалов на высокоскоростное сжатие, выполненный

Редактор Е.Папп

Составитель А.Забегаев

Техред М.Ходанич Корректор Т. Колб

Заказ 611/50 Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.А/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,А

95282А

в виде стержня с тензорезистором, отл и.чающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний за счет устранения влияния эффекта 5 радиальной инерции образца, на конце стержнч, взаимодействующем с образцом, выполнено осевое отверстие с плоским дном, образующее обойму, служащую для размещения в ней испытуемого образца.

10

иг.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов при ударном сжатии. Цель изобретения - повышение точности испытаний за счет устранения влияния эффекта радиальной инерции испытуемого образца. Для этого образец 5 полностью помещают в обойму, образованную на конце нагружающего элемента 1 путем выполнения осевого отверстия 6 с плоским дном. Устанавливают образец 5 на торце опорного элемента 2 и подвергают высокоскоростному сжатию при взаимодействии ударника 7 с нагружающим элементом 1. Внутренний диаметр обоймы больше диаметра образца 5 на величину S 2дР /у, где л - предельное сжатие образца; /ц - коэффициент Пуассона исследуемого материала. Применение описываемого способа и нагружающего элемента устройства позволяет повысить точность определения динамических характеристик испытуемых материалов на 15% при скоростях деформации до 10 с . 2 с.п. ф-лы, 2 ил. с (Л -fuz. 1