Способ определения прочностных характеристик разномодульного материала Советский патент 1990 года по МПК G01B5/30 

Ё

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения прочностных характеристик твердых тел с неодинаковым сопротивлением растяжению и сжатию. Цель изобретения - повышение точности путем учета фактического радиуса кривизны и положения нейтральной линии изгибаемого образца. Это достигается благодаря одновременному определению прогиба и угла поворота плоских сечений с помощью пары равнобазных измерений перемещений, установленных симметрично и параллельно друг другу на противоположных поверхностях изгибаемого образца с равным сечением по длине.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения прочностных характеристик твердых тел с неодинаковым сопротивлением растяжению и сжатию.

Цель изобретения - повышение точности путем учета фактического радиуса кривизны и положения нейтральной линии изгибаемого образца.

Способ осуществляют следующим образом.

Изготавливают образец материала с равным сечением по длине и измеряют его высоту h. В середине образца, на противоположных поверхностях его устанавливают симметрично и параллельно друг другу пару измерителей перемещений с равной базой Ј и нагружают образец постепенно возрастающим изгибающим моментом М в плоскости базирования измерителей перемещений. На каждом уровне нагрузки регистрируют показания измерителей перемещений

и измеряют прогиб f в середине растянутой или сжатой поверхности образца. По единовременным показаниям измерителей перемещений с учетом известной базы t определяют пару расстояний {pi и ki между опорами измерителей на растянутой и сжатой поверхностях образца для каждого фиксированного значения момента MI и прогиба fi, измеренного, например, на сжатой поверхности образца. Тогда угол в поворота плоских сечений образца в каждый момент времени определяют из геометрической зависимости , а ра2 п диус о кривизны нейтральной линии из

р

зависимости р 7rz- Используя соотноше- 2tr

ог ние p-hc r + f , вычисляют высоту he

8т

сжатого слоя, а затем высоту hp растянутого слоя образца из соотношения hp - h - he. Полученных данных достаточно для опредесл

00

со

41 00 45

ления деформаций Јриес растянутой сжатой поверхностей образца:

Ј

, hc

СС7Г

Максимальные напряжения 7ри(7с растяжения и сжатия в образце определяют из соотношений

- hc

сгр м. /, , fc

(1 +F

ip

&)

/1+k$: (1+fe)

где Sp jJP у d F и Sc jj° у d F - статические моменты инерции растянутого и сжатого сечений образца относительно нейтральной линии;

1р Jjjp у 2 dF и ,с y2dp момен.

ты инерции тех же сечений;

F - площадь сечения;

у - ордината сечения.

Таким образом, последовательное на- гружение образца вплоть до его разрушения позволяет получить на одном образце одновременно диаграммы (е) деформирования материала при растяжении и сжатии, модули упругости при растяжении и сжатии, определяемые по закону Гука соотношениями

F °с tp - р и ьс - -,

с рБ р

и предел прочности а и материала при изгибе.

Формула изобретения

Способ определения прочностных характеристик разномодульного материала, заключающийся в том, что изготавливают образец материала равного сечения по длине, измеряют его высоту, на противоположных поверхностях образца устанавливают пару измерителей механических величин, нагружают образец изгибающим моментом в плоскости базирования измерителей, регистрируют показания измерителей при каждом фиксированном уровне нагружения и по совокупности измерений определяют деформации, напряжения и модули упругости материала при растяжении и сжатии и

предел его прочности при изгибе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем учета фактического радиуса кривизны и положения нейтральной линии изгибаемого образца, в качестве измерителей механических величин выбирают равно- базные измерители перемещений и устанавлизают их в середине образца симметрично и параллельно друг другу, при каждом уровне нагружения дополнительно

измеряют прогиб в середине растянутой или сжатой поверхности образца и определяют фактический радиус кривизны и положение нейтральной линии образца, с учетом которых и определяют прочностные характеристики материала.