Трубчатый образец для испытания материалов на растяжение Советский патент 1988 года по МПК G01N3/32 

00

ф

00

Изобретение относится к испытател ной технике, к образцам для испытания композитных материалов на усталость при циклическом растяжении.

Цель изобретения - повышение достверности при усталостных испытаниях композитных материалов, имеющих низкую прочность при межслоевом сдвиге, за счет обеспечения разрушения образ ца ла его рабочем уча-стке.

На фиг.1 представлен предлагаемый образец в захватах,, общий вид, на фиг.2 - эпюры растягивающих напряжений на переходном участке; на фиг.З - переходный участок образца,

Образец имеет рабочий участок 1, связанный посредством двух одинаковых переходных участков 2 с соосными ему утошценными захватньП {и участка- ми 3 большей толщины.

Каждый переходный участок 2 имеет промежуточную ступень 4, имеющую цилиндрическую внешнюю поверхность и крайние/ступени, выполненные в виде галтелей -,5 и 6 радиусом , где 1 - длина промежуточного участка. Толщина промежуточной ступени равна 2, где S - толщина рабочего участка а толщина захватного участка равна S.

Галтель 6 сопряжена с поверхностью 7 ступени 4 по касательной, а галтель 5 сопряжена по касательной с поверхностью 8 рабочего участка 1.

Сочленение галтели 5 с торцом 9 промежуточной ступени 4 и галтели 6 с краем 10 торца 11 захватного участка 3 осуществляется без закругления что позволяет выполнить радиус R галтелей максимальным: .

Образец изготавливается следующим образом.

На стальную оправку наматывается армирующая лента, например стекло- тканная лента ТС 8/3, с одновременно пропиткой связующим, например эпокси фенольной смолой ЭФБ-3. Полимеризацию заготовки ведут в печи при повышенной температуре,

Затем на токарном станке выполня- ют механическую обработку внешнего контура заготовки и снимают оправку. Последняя формирует в заготовке цилиндрическое отверстие.

Для передачи растягивающего усили рабочему участку образца используются два захвата в виде з.ажимных узлов Каждый узел включает стальной диод 1 и два полукольца 13 из более мягкого

материала (например, алюминиевого сплава) с внутренним диаметром, немного большим диаметра круговой ступени 4. Контактирующая с образцом поверхность полуколец повторяет профиЛь галтели 6, Диск 12 и полукольца 13 : имеют соответствующие отверстия для пропуска болтов 14, скрепляющих их между собой и зажимающих концевую шейку образца. Зажимной узел также имеет разрезной патрубок 15 и распорный конус 6.

Образец испытывается следующим образом .

Образец устанавливается в зажимных узлах и подвергается осевому растяжению, при этом на рабочем участке 1 реализуются напряжения G-. . Поскольку толщина стенки промежуточной ступени 4 вдвое больше толщины стенки рабочего участка 1, то напряжения-в нем устанавливаются вдвое меньше: 6 jj«CJi/2. Поскольку при выбранных размерах образца коэффициент концентрации напряжений в гантели 6 меньше двух, то J максимальные напряжения в зоне галтели 6 6 jj.j. iL 2{7jj (Jj , что обеспечивает зарожх,ение и рост усталостной трещины при усталостных испытаниях в.зоне рабочего участка.

Предлагаемый образец можно использовать для испытаний при статическом растяжении.

Формула изобретения

Трубчатый образец для испытания материалов на растяжение, включающий рабочий участок и двэ соосных ему утолщенных захватных участка, соединенных с рабочим посредством соответствующих одинаковых переходных ; - участков, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности при усталостных испытаниях композитных материалов, имеющих низкую прочность при межслоевом сдвиге, за счет обеспечения разрушения образца на его рабочем участке, каждый переходный участок состоит из трех ступеней, крайние из которых выполнены в виде галтелей, радиусы которых равны половине длины переходного участка, промежуточная ступень имеет постоянную толщину, равную удвоенной толщине рабочего участка, внутренняя галтель сопряжена по касатель31442868 «

ной с внешней поверхностью рабочего начена для взаимодействия с соответ- участка, внешняя галтель сопряжена ствующим захватом, а толщина захват- по касательной с внешней поверхно- кого участка в четыре раза превосхо- стью промежуточной ступени и предназ- дит толщину рабочего участка.

Изобретение относится к испытательной технике, к образцам для испытания композитных материалов на усталость при циклическом растяжении. Цель изобретения - повышение достоверности при усталостных испытаниях композитных материалов, имеющих низкую прочность при межслоевом сдвиге. за счет обеспечения разрушения образца на его рабочем участке. Образец имеет рабочий участок 1 и два захватных участка 3, связанных с рабочим участком переходньми участками 2, Каждый переходный-участок 2 выполнен в виде промежуточной ступени с цилиндрической поверхностью, сопряженной двумя галтелями с соответствующим захватным участком 3 и рабочим участком 1. Толщина рабочего участка равна S , промежуточной ступени 25, толщина захватного частка 4S, длина переходного участка 1, радиус скругле- ния галтелей . При осевом растяжении образца максимальные напряжения реализуются в его рабочем участке, что обеспечивает разрушение образца на рабочем участке, 3 ил. о

3 П W

и.г.г

Фш.