Способ определения долговечности изделия из хрупкого материала Советский патент 1991 года по МПК G01N3/32 

ел

С

Изобретение относится к области механических испытаний, к способам определения долговечности конструкций из хрупкого материала при стационарном нагружении. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения погрешностей, связанных с индивидуальным разбросом начальных поврежденностей образцов и влиянием на результат масшабного эффекта. Образцы материала конструкции нагружают при различных уровнях отношения напряжения к предельному напряжению, которое определяют для каждого образца неразрушающим методом. Определяют предельное напряжение конструкции и судят о ее долговечности по отношению напряжения к начальному предельному напряжению

Изобретение относится к области механических испытаний, к способам определения долговечности конструкций из хрупкого материала при стационарном нагружении.

Цель изобретения - повышение точности за счет исключения погрешностей, связанных с индивидуальным разбросом начальных поврежденностей образцов и влиянием на результат масштабного эффекта.

Устройство для реализации способа представляет собой испытательную машину, позволяющую нагружать образцы материала при различных уровнях стационарной нагрузки (статической или циклической), снабженную средствами для неразрушающего определения предельного напряжения материала.

Способ реализуется следующим образом.

Определяют неразрушающим способом предельные напряжения для конструкции и образцов из материала конструкции. В качестве характеристики уровня напряженного состояния материала определяют отношение X напряжения о к предельному напряжению 7Пр :

X а/ оьр

Образцы нагружают стационарно при различных начальных значениях Хн. При этом строят зависимость долговечности т от начального значения Хн и определяют функцию Ф ( Хн ) т/а , значение которой позволяет определить долговечность конструкции при любом значении Хн.

Пример. Чтобы определить зависимость Ф(ХН) для керамических панелей, от одной из них длиной 3200 мм и сечением (300x600) мм с каналами, параллельными оси панели, отрезали кусок длиной 600 мм и

ON Ч GJ СП

о

из него изготовили 12 трубчатых образцов. Шесть образцов использовали для того, чтобы убедиться, что при изгибе со скоростью роста максимального напряжения а 4 Н (см- с) разрушающая нагрузка Qp на 6% превышает нагрузку ОАЭ, при которой возникает акустическая эмиссия (АЭ) со сравнительно стабильной интенсивностью N (6...7) 10 имп/с. Используя эту информацию, для оставшихся 6 образцов без их разрушения определили с помощью АЭ разрушающую нагрузку Qp. Задав значения равными 0,96, 0,88, 0,80, 0,72, 0,64 и 0,56. рассчитали соответствующую нагрузку для конкретного образца, выдержали образцы под этими нагрузками до разрушения, зафиксировали для каждого образца время до разрушения т и рассчитали Ф (Хн ) г/г/, где о- максимальное в образце напряжение. Для решения аналогичной задачи потребовались бы испытания нескольких сотен образцов, если бы использовали прототип.

Для проверки способа замерили размеры сечения оставшегося куска панели, рассчитали момент сопротивления и нагрузили на изгиб с (7 4 Н (см-с) до возникновения N - б Ю имп/с. Умножив ОАЭ на 1,06, определили Qp для панели и запрогнозиро- вали время до разрушения панели под нагрузкой О 0,85 Qp, т.е. при Хн 0,85. Для этого вошли в зависимость Ф1 Хн I и нашли значение Ф при Хн 0.85. Умножив это значение а на , отвечающее Q 0,85 Qp нашли

долговечность т 4300 с, которая хорошо согласуется с экспериментальным результатом т- 4670 с, зафиксированным при выдержке панели до разрушения под нагрузкой Q 0,85 Qp.

Формула изобретения

Способ определения долговечности изделия из хрупкого материала, заключающийся в том, что образцы из материала изделия нагружают при стационарных нагрузках до разрушения при разных уровнях напряженного состояния, определяют их долговечность и значение характеристики уровня напряженного состояния материала, по которым определяют характеристику

долговечности изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения погрешностей, связанных с индивидуальным разбросом начальных поврежденностей образцов и влиянием на

результат масштабного эффекта, определяют неразрушающим методом начальные предельные напряжения образцов, а в качестве характеристики долговечности опреде- ляют начальное значение отношения

напряжения к предельному напряжению.