Способ исследования распространения волны деформации в цилиндрическом образце из изотропного материала Советский патент 1991 года по МПК G01N3/30 

Изобретение относится к высокоскоростным испытаниям, а именно к способам исследования динамической прочности при малых деформациях.

Целью изобретения является повышение достоверности определения напряжения при малых упругопластических деформациях.

На чертеже приведен пример схемы осуществления способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец 1 размещают между передающим 2 и опорным 3 стержневыми полнрво- дами и инициируют в передающем волноводе 2 плоскую волну сжатия. В процессе нагружения в нескольких сечениях образца с помощью датчиком 4 и 5 регистрируют соответственно продольную Јх и кольцевую ЕФ деформацию (показаны датчики, установленные в одном сечении образца).

На упругом участке нагружения проверяют наличие в образце плоской волны деформации по выполнению соотношения для приращений упругой деформации

,fx

гдеУ- коэффициент Пуассона.

Величину напряжения г/х и каждом сечении находят по формуле

деформации с - (гх 4 2 еД). Временные

J

зависимости величин этих деформаций зафиксированы с помощью запоминающего осциллографа.

Напряжения ах определяют по формуле

Изобретение относится к исследованию динамической прочности при малых упру- гопластических деформациях. Целью изобретения является повышение достоверности определения напряжения при малых упругопластических деформациях. Цилиндрический образец устанавливают между стержневыми передающим волноводом и опорным волноводом, который может иметь равное с образцом волновое сопротивление, нагружают образец импульсом сжатия, инициируя его в передающем волноводе В процессе нагружения с помощью установленных в нескольких сечениях образца датчиков регистрируют как продольную Јх, так и кольцевую Е& деформацию. Устанавливают наличие в образце плоской волны ло выполнению соотношения для приращения упругих деформаций Л Eg -v&- гх, где v - коэффициент Пуассона. Величину напряжения Ох в каждом сечении для величин деформации, ограниченных условием Jejf xl $0,45, определяют по формуле а F/(1 - 2 х х (ЕХ + 2 е. где Е - модуль упругости материала образца. Регистрация кольцевой деформации е0позволяет судить о существовании плоской волны и более достоверно определять напряжение, так как данный способ учитывает реальное напряженно-деформированное состояние в образце 1 з п.ф-лы, 1 ил т Ё

(f

2Ffl

где Е - модуль упругости. Данная формула применима в области упругих и малых упру- гопластических деформаций. С достаточно хорошей точностью она позволяет определить напряжения для величин деформации, ограниченных условием

$0.45.

случае использования опорного волновода, имеющего равное с образцом волновое сопротивление, обеспечивается условие однократного прохождения через образец импульса нагрузки, что позволяет с большей достоверностью определить напряжение в сечениях образца.

Пример. Образец 1 из исследуемой стали длиной 200 мм, изготовленный из тру- бы диаметром 17 мм с толщиной стенки 1 мм, устанавливают между передающим волноводом 2 из стали ЗОХГСА, изготовленным в виде стержня диаметром, равным диаметру образца 1, и опорным волноводом 3 дли- ной 220 мм, изготовленным из той же трубы, что и образец. Соосность при совмещении торцов образца и волноводов обеспечивается с помощью тонких полиэтиленовых втулок 6.

На образце 1 в шести сечениях, отстоящих от торца 7 на расстояниях 35. 50, 65, 80, 95 и 110 мм, размещают тензорезисгорные датчики 4 и 5 продольной и кольцевой деформации В каждом сечении наклеивают по восемь датчиков (четыре продольной и четыре кольцевой деформации. На свободном « онце передающего волновода 2 осуществляют подрыв зчряда ВВ 8, в результате чего через передающий волновод 2 в образец 1 проходит импульс сжатия длительностью 70 мкс. Выбранные размеры опорного волновода 3 обеспечивают условие однократного прохождения импульса по образцу 1 и позволяют осущест- вить регистрацию деформации во всех сечениях образца 1 без наложения импульса, отраженного or свободного конца опорного волновода 3.

Датчики 4 и 5 каждого сечения образца 1 соединены в мостовую схему, позволяющую получать на выходе сигналы, пропорциональные продольной Јх и объемной Ј

5

0

Ох

Зс,

0

5 0 5

0

0

5

1 -2 г

а наличие плоской волны в образце 1 устанавливают по выполнению соотношения

Ае 1 -.2 v

ЯГсх 3

Регистрация в процессе нагружения кольцевой деформации образца позволяет при использовании предлагаемого способа судить о существовании в образце плоской волны, а также определять напряжения в образце в области малых упругопластиче- ских деформаций с большой достоверностью. Предлагаемый способ учитывает реальное напряженно-деформированное состояние в образце.

Формула изобретения 1.Способ исследования распространения волны деформации в цилиндрическом образце из изотропного материала, по которому образец размещают между передающим и опорным стержневыми волноводами, инициируют в передающем волноводе плоскую волну сжатия, и с помощью установленных в нескольких сечениях образца датчиков регистрируют в процессе нагружения продольную деформацию Јх в каждом сечении, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения напряжения при малых упругопластиче- ских деформациях, в каждом сечении образца регистрируют также кольцевую деформацию г,Ј) , причем наличие плоской полны в образце устанавливают по выполнению соотношения для приращения деформаций на упругом участке нагружения

Л 1А1:

где v - коэффициент Пуассона, а динамическое напряжение 7Х дл величин деформации, ограниченных условием

LS

fx

$ 0,45,

ч.

определяют по формуле (Fx + 2f.J.

где Е - модуль упругости материала образца.

7

/