Устройство для исследования эффекта Баушингера при высокоскоростном деформировании твердых тел Советский патент 1987 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к устройствам для динамических испытаний материалов, в частности к устройствам для исследования эффекта Баушин- гера.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при испытании трубчатых образцов для исследования упругопластических свойств материала при знакопеременном нагружении в области скоростей деформирования df/dt А- 10 с .

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит два стержня: первый стержень - передатчик 1 давления длиной PI и второй стержень - наковальню- 2 длиной Pj , причем

2, Трубчатый образец 3 соединен со стержнями с помощью резьбового соединения, а на торце стержня-передатчика 1 жестко закреплена сменная вставка 4 в виде вкладыша, образующего заданный зазор л с торцом стержня-наковальни 2.

Устройство работает следующим образом.

При нагружении свободного торца, стержня 1 (ударом бойка или взрывом) в нем формируется импульс сжатия, который, распространяясь по стержню 1 со скоростью звуковых волн, достигает образца 3. Ввиду разницы волновых сопротивлений материалов стержней и образца происходит расщепление исходной волны: часть ее отражается обратно волной растяжения, часть проходит через образец 3, деформируя его пластически, во второй стержень- наковальню 2. При этом в образце происходит многократное отражение волн и он претерпевает пластическую деформацию сжатия. Максимальная величина этой деформации определяется величиной зазора дС между сменной вставкой 4 и стержнем 2. После того, как зазор будет полностью выбран, вставка 4 войдет в контакт со стержнем 2 и оставшаяся часть исходной волны пройдет в стержень 2 целиком без изменения амплитуды. При этом достигнутая величина пластической деформации сжатия остается неизменной в течение длительности действия исходного импульса, а затем происходит разгрузка образца. Напряжения в нем падают до нуля, полная деформация сжатия уменьшается на величину упру

5

гой составляющей, ликвидируя акустический контакт вставки 4 со стержнем 2.

В дальнейшем импульс сжатия, про- шедший через образец I и вставку 4 в стержень-наковальню 2, в некоторый момент времени (определяемый длиной этого стержня) достигнет свободного торца и отразится от него волной растяжения. Эта волна растяжения, достигнув образца, также расщепится: часть ее отразится от образца волной сжатия обратно в стержень 2, а часть пройдет через образец 3 в стержень 1 волной растяжения. Образец при этом будет подвергнут действию растягивающих напряжений, :амплитуда которых достаточна для его упругопластического деформирования .

Импульсы деформации в мерных стержнях, по которым производится расчет напряженно-деформированного состояния в образце, регистрируются малобазными тензорезисторами, причем из-за того, что стержень-передатчик 1 давления выполнен по крайней мере вдвое длиннее стержня-наковальни 2, отраженный в стержень I от образца импульс при первом цикле нагружения не будет вносить искажений в регистрируемые импульсы при втором цикле нагружения растяжением.

0

0

Таким образом, образец испытуемого материала подвергается знакопеременному нагружению: сначала он пластически деформируется под действием сжимающей нагрузки, причем величина пластической деформации при сжатии задается величиной зазора (величиной вставки), затем происходит разгрузка образца, после которой образец деформируется пластически растягивающей нагрузкой. Величина пластической деформации при растяжении определяется амплитудой и длительностью исходного импульса.

Формула изобретен, ия

Устройство для исследования эффекта Баушингера при высокоскоростном деформировании твердых тел, содержащее два установленных с зазором соосных стержня для размеп(ения образца, связанное с первым стержнем ударное приспособление и установлен3 13142534

ную между стержнями сменную вставку,ния в полости образца вкладьша, заотличающееся тем, что, скрепленного на торце первого стержцелью расширения функциональных воз-ня с зазором относительно второго

можностей при испытании трубчатыхстержня, а длина последнего не бообразцов, сменная вставка вьтолнена5 два раза меньше длины

в виде предназначенного для размеще-первого стержня.

Изобретение относится к устройствам для динамических испытаний материалов, в частности к устройствам для исследования эффекта Ваушингера. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при испытании трубчатых образцов, что достигается выполнением устройства в виде двух стержней: стержня-передатчика 1 и стержня-наковальни 2, между которыми находится образец 3, соединенный со стержнями при помощи резьбового соединения. На торце стержня 1 закреплена сменная вставка 4, образующая зазор с торцом стержня 2. Нагружение образца циклическими нагрузками в. диапазоне скоростей деформации 10 с происходит за счет многократного отражения волн растяжения-сжатия от свободных торцов стержней I и 2, которые возбуждены Б устройстве нагружением свободного торца стержня 1 ударной волной, образованной, например, взрывом. I ил. с О) со 4 to ел оо