Способ испытания анизотропного кольцевого образца на сдвиг и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01N3/24 

со

с

Изобретение относится к механическим испытаниям, к способам испытания кольцевых анизотропных образцов на сдвиг и устройствам для реализации этих испытаний. Цель изобретения - повышение достоверности путем обеспечения напряженного состояния чистого сдвига в листе разрушения образца. На внутренней поверхности кольцевого образца создают равномерное радиальное перемещение, а на внешней исключают перемещение. Размеры образца выбирают из условия равенства по модулю радиального и тангенциального напряжения в месте разрушения. О предельных характеристиках судят по разрушающему давлению на внутренней поверхности образца. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к механическим испытаниям, к способам испытания кольцевых анизотропных образцов на сдвиг и устройствам для реализации этих испытаний.

Цель изобретения - повышение достоверности путем обеспечения напряженного состояния чистого сдвига в месте разрушения образца.

На фиг. 1 показано устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство для испытания анизотропного кольцевого образца на сдвиг состоит из корпуса 1 для размещения кольцевого образца 2, четырех секторов 3, четырех клиновидных ползунов 4, призматического центрального стержня 5 и двух фиксаторов 6.

Образец без зазора вставляется в корпус, который имеет два боковых жестких

упора, расположенных диаметрально противоположно и занимающих четверть окружности каждый, а также два такой же протяженности выреза. После установки образца укладываются секторы и устанавливаются в рабочее положение ползуны и центральный стержень.

Готовое к работе устройство устанавливается в любое нагружающее устройство, обеспечивающее контролируемое усилие сжатия, которое прикладывается к торцам ползунов.

Существенным обстоятельством, обеспечивающим правильную работу устройства является установка секторов таким образом, чтобы граничная линия соседних секторов проходила через середину упора корпуса, т.е. каждый сектор должен половиО

о

о

Ьь

ной своей дуги перекрываться с упором, а другой половиной - с вырезом в корпусе.

Способ реализуется следующим образом.

Образец, размеры которого выбираются из условия обеспечения напряженного состояния чистого сдвига в месте разрушения нагружают внутренним давлением, обеспечивая неподвижность его внешней поверхности. О предельных сдвиговых характеристиках материала судят по величине разрушающего давления. Обеспечение разрушения образца в условиях чистого сдвига осуществляют следующим образом.

Если Do - это радиальное перемещение точек внутренней поверхности кольца, то радиальная Јг окружная Јч деформации в точках этой поверхности на участках нагру- жения внутренним и внешним давлением (рабочая зона) образца будет Uo . „ U0

где о- толщина кольца, а г0 - его внутренний радиус.

Напряжения от и ал определяются по

формулам

пЕ-« ЛUov

%- /ч оГ г гв а

J Г в г вГ Г0

Е,, U- ..и.

(1)

аг--№

п er J гв О

V

а errj

(2)

(4)

1-Д1

Здесь Er, E. /4г« fht- -соответствующие упругие характеристики испытуемого материала.

Из формул (2) следует, что напряженное состояние чистого сдвига в рабочей зоне образца

аг--ав(3)

будет иметь место, если толщина кольца по отношению к внутреннему радиусу определяется по формуле

SL - Ег + 1 +ftte Г0 Ee+/XteEr Ee/fer+ i Таким образом, способ реализуется следующей последовательностью операций:

определяют в независимом эксперименте (или расчетном упругие характеристики материала;

по (4) определяют потребное для реализации чистого сдвига соотношение между толщиной кольца и его внутренним радиусом;

закрепляют образец во вспомогательное приспособление, способное создавать постоянные радиальные перемещения по внутренней поверхности и отсутствие этих

перемещений на наружной поверхности рабочей зоны образца;

осуществляют нагружение по внутренней поверхности по закону постоянных ра- 5 диальных перемещений до получения разрушения;

по величине силы (или перемещения U0) в момент разрушения определяют прочность при межслойном чистом сдвиге.

10

Формула изобретения

о 1 +/гта Г0 Ё/ЕГ + / te

30 где д - толщина образца; г0 - его внутренний радиус; Ее и Ef - упругие модули в тангенциальном и радиальном направлени- ях соответственно; а Цгв соответствующий коэффициент Пуассона. 35

40 внутренней поверхностью образца, и механизм их радиального перемещения, о т- ли чающееся тем. что, с целью повышения достоверности путем обеспечения напряженного состояния чистого сдви45 га в месте разрушения образца, оно снабжено двумя аналогичными основным дополнительным нагружающими секторами, связанными с механизмом радиального перемещения, и двумя выполненными в

50 форме секторов упорами, предназначенными для взаимодействия с внешней поверхностью образца, угловой размер дуги каждого сектора равен 90°, нагружающие секторы расположены так. что их дуги со55 ставляют окружность, а упоры расположены симметрично относительно плоскостей контакта смежных пар нагружающих секторов.

фиг.З