Способ испытания образца материала при двухосном растяжении Советский патент 1993 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к области испытания материалов и может быть использование для определения их прочности в условиях сложного напряженного состояния.

Известен способ испытания образца материала, по которому испытывают образец, содержащий четыре попарно симметричные захватные- части, соединенные центрально симметричными диаметральными надрезами, образующими рабочие сечения образца, прикладывают к захватным частям усилия до разрушения образца по сечениям с надрезами и по величинам разрушающих усилий судят о прочности материала в условиях двухосного напряженного состояния.

Недостаток способа заключается в том, при его использовании прочность материала может быть определена только при каком-либо одном соотношении усилий, действующих в двух осях, или при каком-либо одном варианте программного изменения величин и соотношение усилий. Однако .при необходимости определения прочности материала при ряде вариантов нагружения количество образцов и расход материала на их изготовление и проведение испытаний многократно возрастает.

Целью изобретения является снижение материалоемкости испытаний.

Цель изобретения достигается тем, что нагружения образца проводят поэтапно в две стадии, перед пероой стадией нагружения в двух противоположных захватных частях образца выполняют параллельные их оси и попарно симметричные относительно нее разрезы, соединяющие продольные оси рабочих сечений с торцами соответствующих захватных частей, на первом этапе первой стадии нагружают участки захватных частей, расположенные между ближайшими к их оси разрезами, после разрушения или отделения нагружаемых участков их соединяют со смежными с ними участками по линиям разрезов и выполняют очередной этап нагружения, прикладывая силы к соединенным друге другом участкам захватных частей до полного отделения от образца обеих захватных частей, перед второй стадией нагружения присоединяют отделенные захватные части к образцу по рабочим сечениям и выполняют в двух других захватных частях параллельные их оси и попарно Симметричные относительно нее разрезы, соединяющие продольные оси рабочих се- чений с торцом соответствующей захватной части, а нагружение второй стадии проводят аналогично первой,

На фиг.1 дан образец и схема первого этапа его нагружения; на фиг.2 - схема второго этапа нагружения; на фиг.З - схема третьего этапа; на фиг.4 - образец перед

второй стадией испытаний.

В образце, имеющем центральную рабочую часть 1 и четыре попарно симметричные относительно двух взаимно перпендикулярных осей захватные части 20 5, на обеих плоскостях рабочей части выполняют по два надреза 6, перемещающихся в точке пересечения осей образца и соединяющие противоположные вершины его внутренних углов. В захватных частях 3 и 5

5 образца выполняют параллельные их оси и попарно симметричные относительно нее разрезы 7, разделяющие каждую из частей 3, 5 на участки 8-10 и проходящие от осей надрезов 6 до торцов соответствующих за0 хватных частей. Нагружение образца осуществляют в две стадии поэтапно. На первом этапе первой стадии нагружают захватные части 2,4 усилием Si и участки 8 захватных частей 3,5 усилием Pi до разру5 шения образца по участкам надрезов 6. Усилия Si и Pi могут в соответствии с задачами исследований меняться по определенной программе, позволяющей обеспечить заданный закон изменения во времени компо0 нент напряженного состояния (нормальных и касательных напряжений) в рабочих сечениях с надрезами 6, что необходимо, например, при определении усталостной прочности материала. После разрушения

5 образца по центральным участкам надрезов ,6 отделенные от образца участки 8 захватных частей 3,5 соединяют со смежными с ними участками 9 по линиям разрезов 7 и осуществляют второй этап нагружения, для

0 чего прикладывают к захватным частям 2,4 усилие S2, а к соединенным друг с другом участком 8 и 9 - усилия Р2 до разрушения образца по ср едним участкам надрезов б, Как и на первом этапе нагружения, силы Рг

5 и S 2 могут быть переменными по величине и направлению в соответствии с заданной программой нагружения. После второго этапа нагружения отделенные от образца участки 8 и 9 захватных частей 3,5 соединяют с

0 частями 10 по линиям разрезов 7 (соединение может быть выполнено, например, с использованием сварки) и осуществляют третий этап, для чего захватные части 2,4 .нагружают силами 5з, а захватные части 3,5

5 - силами Рз до разрушения образца по ближайшим к вершинам внутренних углов, уча- сткам надрезов 6. По величинам разрушающих усилий Si и Pi с учетом программы их изменения во времени определяют параметры статической или усталостной

прочности материала. После этого переходят ко второй стадии испытаний, для чего соединяют части образца 2-5, отделенные от друга на последнем этапе первой стадии, по сечениям с надрезами б, например, сварными швами 11, а в захватных частях 2,4 выполняют разрезы 12, параллельные оси захватных частей 2,4, и осуществляют поэтапное нагружение, аналогичное нагружению первой стадии, а именно, на первом этапе прикладывают си- к захватным частям 3,5 и средним участ- |фм 13 захватных частей 2,4 до разрушения образца по центральным участкам швов 11,

0

5

на втором этапе - к частям 3,5 и соединенные друг с другом участкам 13,14 частей2 2.4, на третьем этапе - к частям 3,5 и полностью соединенным друг с другом участками 13-15 частей 2,4. Как показано на фиг.4, сварные швы 11 в данном случае выполнены прерывистыми -для обеспечения разрушения образца на этапах второй стадии по соответствующим участкам швов 11. При обеспечении гарантии разрушения образца по швам 11 (например, выполнением соединений не по всей высоте сечения) последние могут быть выполнены и на всю длину между противолежащими внутренними углами образца.

Изобретение касается испытаний материалов на прочность. Целью изобретения является снижение материалоемкости испытаний. В образце, имеющем центральную рабочую часть 1 и четыре захватные части 2-5, на обеих плоскостях рабочей час8 ти выполняют по два пересекающихся надреза б. В захватных частях 3,5 выполняют разрезы 7, разделяющие части 3,5 на участки 8-10 и проходящие от осей надрезов 6 до торцов захватных частей 3,5. Нагружение образца осуществляют в две стадии поэтапно. На первом этапе первой стадии испытании нагружают части 2,4 усилием Si и участки 8 захватных частей 3,5 усилием PI до разрушения образца по центральным участкам сечений с надрезами 6. Участки 8 соединяют с участками 9 по линиям разрезов 7 и осуществляют очередной этап нагру- жения усилиями Sz и Ра и так далее. Затем , соединяют части 2-5 образца пс сечениям с надрезами 6 прерывистыми шс.ами, выпол- с няют в захватных частях 2,4 прорези, знало- гичные первым и поэтапно осуществляют гл вторую стадию нагружения, в которой опре- - деляют прочность сварных швов. 4 ил.С-. Р, 9

- Формула.изобретен и я

Способ испытания образца материала при двухосном растяжении, по которому испытывают образец, содержащий четыре попарно симметричные захватные части , соединенные центрально симметричными диагональными надрезами, образующими рабочие сечения образца, прикладывают к зрхватным частям усилия до разрушения образца по сечениям с надрезами и по величинам разрушающих усилий судят о прочности Материала в условиях двухосного напряжения состояния, о т л и ч щ и и с я тем, что, с целью снижения материалоемкости испытаний, нагружение образца проводят поэтапно в две стадии, перед первой стадией нагружения в двух противоположных захватных частях образца выполняют парал- л;ельные их оси и попарно симметричные относительно нее разрезы, соединяющие

продольные оси рабочих сечений с торцами соответствующих захватных частей, на первом этапе первой стадии нагружают участки захватных частей, расположенные между ближайшими к их оси разрезами, после разрушения или отделения нагружаемых участков их соединяют со смежными с ними участками по линиям разрезов и выполняют очередной этап нагружения, прикладывая усилия к соединенным друг с другом участкам захватных частей до полного отделения от образца обоих захватных частей, перед второй стадией нагружения присоединяют отделенные захватные части к образцу по рабочим сечениям и выполняют в двух других захватных частях параллельные их оси и попарно симметричные относительно нее разрезы, соединяющие продольные оси рабочих сечений с торцами соответствующих захватных частей, а нагружение второй стадии проводят аналогично первой.

I Р, ,S