Образец для определения вязкости разрушения Советский патент 1992 года по МПК G01N17/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения свойств конструкционных материалов, в частности, вязкости разрушения при статических и динамических нагрузках.

Известен образец для испытания материалов на вязкость разрушения, содержащий захватные части и рабочую часть с подрезом и трещиной в вершине подреза, плоскость которой перпендикулярна оси подреза.

Недостатком известного образца является то. что он имеет ограниченные технологические возможности, а именно: при его испытании в агрессивных средах получается недостаточная точность результатов, кроме того, при испытании образца невозможно получить данные о вязкости

разрушения материала деталей и конструкций с ослабленным поперечным сечением.

Известен образец для определения вязкости разрушения в агрессивных средах, который по технической сущности наиболее близок к изобретению и принят в качестве прототипа.

Этот образец содержит захватные части и рабочую часть с подрезом и трещиной в вершине подреза, плоскость которой перпендикулярна оси образца.

Однако в процессе реальной эксплуатации ряда деталей и конструкций на них оказывает влияние не только агрессивная среда, но и значительные растягивающие и изгибающие усилия возникающие из-за механических (буры бурильных установок) или температурных (пуансоны стеклоформ) нагрузок. Следует отметить, что поперечное

сечение многих деталей и конструкций ослаблено включениями (графитовые включения в чугуне), которые оказывают значительное влияние на вязкость разрушения металла.

В то же время, показатели вязкости разрушения, получаемые при испытании известного образца, не соответствуют реальным условиям эксплуатации указанных выше конструкций и деталей из-за отсутствия отверстий. Поэтому известный образец не обеспечивает необходимой точности результатов при испытании чугунов с графитовыми включениями.

Цель изобретения - повышение точности при испытании чугуков с графитовыми включениями. Это позволяет наиболее достоверно определять вязкость разрушения материалов, например, для деталей форм стекольного производства, что позволяет выбрать для их изготовления состав чугуна с оптимальными свойствами и позволяет повысить их стойкость как минимум в 2.раза. Это уменьшит затраты на их изготовление и снизит себестоимость стеклоизделий, выпускаемых этими формами.

Указанная цель достигается тем, что, образец для испытания вязкости разрушения, содержащий захватные части и рабо- чую часть с подрезом и трещиной в вершине подреза, плоскость которой перпендикулярна оси образца, в нем выполнены ряды равно отстоящих друг от друга отверстий.

Расстояние между вершиной подреза и осью отверстия ряда равно

an ai ,

где ап - расстояние между вершиной подреза и осью отверстия в радиальном направлении:

ai - расстояние между вершиной подреза и осью отверстия первого ряда в радиальном направлении;

g - коэффициент пропорциональности;

п - количество рядов.

Оси отверстий четных рядов смещены относительно осей отверстий нечетных рядов на угол, равный

а -

180 m

Цилиндрический образец содержит захватные части 1 и 2. рабочую часть 3 с подрезом 4 и трещиной 5 в вершине подреза. Плоскость б трещины 5 перпендикулярна

оси 7 образца. Образец содержит ряды 8 равномерно отстоящих отверстий 9, оси которых перпендикулярны плоскости б и параллельны фронту 10 трещины 5. Диаметр рабочей части равен 30 мм, образец содержиттриряда равномерно отстоящих друг от друга отверстий 9 диаметром 1,5 мм. Диаметр подреза 4 равен 27 мм. Расстояние от вершины подреза 4 и до оси отверстия первого (нечетного) ряда ai 5 мм.

Затем определяют расстояние от вершины подреза до оси отверстия второго (четного) ряда, задаваясь коэффициентом пропорциональности д. Изменяя д, можно проварьировать довольно различные рэсположения рядов с отверстиями и получать вязкость разрушения в напряженных системах. В данном случае g 1,5.

Произведем расчеты до 3-го ряда. Тогда для второго ряда 32 5 мм 1,5

7,5 мм

для третьего ряда аз 5 , 11,25мм и т.д. (вариант 1).

Если располагать отверстия со смещением, тогда для второго ряда

inn0

°и 22,5°(вариант 2).

-2-1

а

8

Предлагаемый образец устанавливают в специальный станок и подвергают вращению вокруг своей оси с приложенной нагрузкой. Трещина, развиваясь, приводит к поломке образца. Производят необходимые замеры и определяют вязкость разрушения (Kic) по существующим методикам.

Формула изобретения

1.Образец для определения вязкости разрушения, содержащий захватные части и рабочую часть с подрезом и трещиной в вершине подреза, плоскость которой перпендикулярна к оси образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при испытании чугунов с графитовыми включениями, в нем выполнены ряды равно отстоящих друг от друга

отверстий.

2.Образец по п.1, отличающийся тем, что расстояние между вершиной подреза и осью отверстия ряда равно

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения свойств конструкционных материалов, в частности, вязкости разрушения при статических нагрузках. Цель изобретения - повышение точности при испытании чугунов с графитовыми включениями. Новым в образце для испытания на вязкость разрушения являются выполнение в нем рядов отстоящих друг от друга отверстий. Расстояние между вершиной подреза и осью отверстия ряда равно ап . где an - расстояние между вершиной надреза и осью отверстия в радиальном направлении; ai - расстояние между вершиной надреза и осью отверстия первого ряда в радиальном направлении; g - коэффициент пропорциональности; п - количество рядов. Оси отверстий четных рядов смещены относительно осей отверстий нечетных рядов на угол, равный а 180°/т, где а - угол между осью отверстия четного ряда и осью отверстия нечетного ряда; m - количество отверстий в ряду. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

где а - угол между осью отверстия четного ряда и осью отверстия нечетного ряда;

m - количество отверстий в ряду.

На фиг.1 изображен образец с трещиной для испытаний на вязкость разрушения при изгибе; на фиг.2 и 3 - то же, варианты.

55

an ai -g

n-1

где 3n - расстояние между вершиной надреза и осью отверстия в радиальном направлении;

ai -- расстояние между вершиной подреза с осью отверстия первого в радиальном направлении:

g - коэффициент пропорциональности;

о - количество рядов.

Фиг.

Фиг. 2

щены относительно осей отверстий печатных рядов на угол, равный а - 180°/т,

где а - угол между осью отверстия четного ряда и осью отверстия нечетного ряда; m - количество отверстий в ряду.

J 5

I/

Фиг.З