Способ определения энергетической характеристики разрушения Советский патент 1989 года по МПК G01N3/317 

1

(21)4286466/25-28

(22)20.

(46) 07.08.89о Бкш. № 29

(71)Симферопольский государственный университет им. М.ВоФрунзе

(72)Ю.А„Костандов и С.И.Федоркин

(53)620.178.7(088.8)

(56)Партой В.Зо, Морозов Е.М Механика упругопластического разрушения. - М.: Наука, 1985, с. 49-50.

Золотаревский ВоС. Механические испытания и свойства металлов, - М.: Металлургия, 1974, с 207-209.

Ripling E.J., Crosley P.В. A review ob static crack arrest concepts. - Engineering Fracture Mechanics, V. 23, 1986, № 1, p. 21-33.

(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРУШЕНИЯ

(57)Изобретение относится к исследовании механических свойств матери- алоВо Целью изобретения является определение удельной энергии разрушения при динамической деформации. Для этого два идентичных образца в виде пластин с надрезом нагружают различной статической растягивающей силой и прикладывают к ним одинаковый импульс снпы. Измеряют длины образовавшихся трещин и удлинения образцов. Удельную энергию разрушения вычисляют по формуле 1/2d (Pjli - Р, 1,)/(Ь - L,), где Р, и Pi - величины статической растягивающей силы: 1, и Ij - удлинения образцов;Ь и Lg - длины образовавшихся трещин; d - толщина образцов Благодаря испытанию двух образцов, подвергаемых различному статическому и одинаковому динамическому нагружеиюо, становится возможным нахождение удельной энер- . гии разрушения по характеристикам состояния образца до и после испытания.

с S5

(Л

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов. Целью изобретения является определение удельной энергии разрушения при динамической деформации. Для этого два идентичных образца в виде пластин с надрезом нагружают различной статической растягивающей силой и прикладывают к ним одинаковый импульс силы. Измеряют длины образовавшихся трещин и удлинения образцов. Удельную энергию разрушения вычисляют по формуле γ=1/2D^.(P₂L₂-P₁L₁)/(L₂-L₁), где P₁ и P₂ - величины статической растягивающей силы

L₁ и L₂ - длины образовавшихся трещин

L₁ и L₂ - удлинения образцов

D - толщина образцов. Благодаря испытанию двух образцов, подвергаемых различному статическому и одинаковому динамическому нагружению, становится возможным нахождение удельной энергии разрушения по характеристикам состояния образца до и после испытания.

Изобретение относится к области исследования механических свойств материалов, а именно к способам определения энергетических характеристик разрушения.

Целью изобретения является определение удельной энергии разрушения при динамическом нагружении.

Способ осуществляется следующим образом.

Из исследуемого материала изготавливают два одинаковых образца в виде

пластин шириной d с надрезом. Первый образец нагружают на статической машине растя гиваюр(ей силой Р в направлении, перпендикулярном плоскости разреза. После этого к берегам надреза прикладывают динамическую нагрузку, например, осуществляя в вершине надреза взрыв проводника пропусканием через него импульса тока. В результате в образце возникает трещина длиной и образец получает удлинение 1(, Трещина имеетконеч4

;о х

а

31А

ную длину, поскольку время импульсного воздействия меньше времени, необходимого для пробега трещины через весь образец,, .

Второй образец испытывают аналогичным образом, нагружая его статической растягивающей силой Р, не равной Р(, и прикладывая такую же, как и к первому образцу, динамичес- кую нагрузку. Регистрируют длину L образовавшейся трещины и удлинение 1 образца

Удельную энергию V разрушения вычисляют по формуле

У

1 Рг1г - Рл1. 2d

LZ - Ц

Таким образом, предлагаемый способ позволяет определить удельную энергию разрушения при динамическом нагружении по характеристикам состояния образца до и после испытаний не производя измерений в процессе испытания.

П р и м е р„ Определялась удельная энергия разрушения полиметилмета- крилата. Из исследуемого материала изготовлены два идентичных образца в виде пластин размерами 120«100 4 мм, в каждой из которых посередине длины наибольшей грани и перпендикулярно ей выполнен надрез длиной 25 мм с радиусом при вершине 0,05 мм. Один из образцов помещен в захваты нагружающего устройства с приспособлением для измерения удлинения образца и нагружен статической растягивающей нагрузкой Р , равной 500 Н, в направлении, перпендикулярном плоскости надреза. В этом же направлении воздействовали на образец импульсом растяжения, для «его осуществляли в вершине надреза взрыв проводника, выполненного из металлической ленты размерами ,5 1(0,4 мм, при пропускании через него импульса тока амплитудой 20 мА и длительностью 40 мкс„ При взрыве проводника в вершине надреза возникал импульс растягивающих напряжений, что приводило к образованию в образце трещины конечной длины L и удлинению образца на величину 1 , значения которых измеряли

Затем в захваты нагружающего устройства помещали второй образец и нагружали его статической растягивающей нагрузкой Р, равной 1000 Н Так же, как и в первом случае, воздействовали на образец таким же импульсом растяжения Измеряли длину L, образовавшейся при этом трещины и удлинение образца 1. По указанной формуле определяли удельную энергию разрушения

Формула изобретени

Способ определения энергетической характеристики разрушения, по которому образец с надрезом нагружают статической растягивающей силой,

прикладывают к берегам надреза динамическую силу, измеряют длину образовавшейся трещины и по этой длине и величине статической силы вычисляют искомую величину, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью определения удельной энергии разрушения при динамическом нагружении, испытывают два одинаковых образца, нагружая их различной статической силой,

но одинаковой динамической силой, регистрируют удлинение образца при образовании в нем трещины и вычисляют удельную энергию разрушения V по формуле

If

I раг - ра

где Р и Р величины статической

растягивающей силы; L, и LJ - длины образовавшихся

трещин;

1 , и 1,, - удлинения образцов при образовании в них трещин;d - толщина образца.