Способ определения деформации стыка пар образцов из разных материалов Советский патент 1977 года по МПК G01N3/08 

1

Р1зобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов путем приложения сжимаюидих нагрузок и касается, в частности, изучения поведения стыка двух твердых тел под нагрузкой.

Сближение двух твердых тел под нагрузкой определяется величиной их объемной деформации и деформацией, возникающей в стыке, которая обусловлена шероховатостью контактирующих поверхностей. Первая составляюИ1,ая суммарного сближения расчитывается ио уравнениям механики сплошных сред (теории упругости, пластичности, ползучести и т. п.). Методы расчета второй составляюн1ей еще недостаточно развиты. Это вызывает необходимость изучать закономертюсти деформации стыка твердых тел.

Помимо того, что деформация стыка вносит определенный вклад в суммарную деформацию тел, она еще имеет самостоятельное значеиие при формировании фактической площади контакта.

Известны способы определения деформации стыка, ио которым к образцам прикладывают сжимающую нормальную нагрузку и регистрируют деформацию образцов с помощью оптико-механического профилографа.

Паиболее близким техническим рещением к изобретению является способ определения деформации стыка пар образцов из разных материалов путем их нагружения до заданной величины напряжений сжатия и последующего измерения изменения расстояния между базовыми отметками, расположенными в иепосредственной близости от исследуемого стыка.

Однако при реализации этих способов измеренная деформация, кроме деформации стыка, включает также и объемную деформацию образцов.

Целью изобретения является повышение точности определения деформации стыка путем исключения влияния объемной деформации самих образцов на результат измерения.

Для этого ио иредлагаемому сиособу формируют два блока из пар образцов разных толщин так, что число стыков п обоих блоках различное, а суммарная высота образцов из одноименных материалов в из них одинаковая, н, измеряя разность изменений базовых высот блоков после одинакового иагружения, судят о величине деформации стыка по отношению это разности к разт1ости чисел стыков в обонх блоках.

Изобретение поясняется чертежом.

На неподвижном основании 1 установлены два блока образцов I и II в каждый из которых входят образцы из испытуемых материалов MI и MS, которые в общем случае могут быть разноименнымн. Количество стыков в блоках I н II соответственно tii н п.2, при этом nj «2- Образцы в блоках располагаются в чередующемся порядке по материалам. На первом и последнем образце каждого блока выполнены отсчетцые базы, расстояние между которыми является базовым размером блока. Размеры образцов по высоте и места нанесения баз па образцах блоков подобраны так, что в пределах базового размера сумма высот каждого из материалов первого блока равна сумме высот тех же материалов второго блока, т. е. h,i, 1,1,2 + 1,1,3 + - 11,1,1 + п,1,2 + ii,i,3 + (v 4,2,1 Г l,2,2 + 4,2,3 + - ll,2,l Г Ь 41,2,2 Ь 11,2,3 + . i-aОтсюда следует, что базовые размеры блоков одинаковы. С помощью нагрузочного устройства 3 и подвижной траверсы 2 к обоим блокам прикладывается нагрузка Р и PI соответственно, которая подбирается из условия, чтобы напряжения сжатия в образцах были одинаковы, т. е. PI Р SiS где Si и 52 площади поперечного сечения образцов блоков I и II соответственно. В результате объемных и контактных деформаций происходит изменение размеров /i и 4: для блока I д/ J f JIL + )+/г, 1с I г, г Jl Ч -ciСа ДЛЯ блока II A/. + пАт Sz EIBZ где i ц 2 - модули упругости 1-го рода материалов MI и Мг соответственно, бот - деформация стыка. Учитывая формулы (1) и (2), получим Д/2 - А/1 - («2- Я,)0с.х откуда 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Таким образом, зная rii и «г и измеряя известным способом разность 4/2 - А/ь находим деформацию стыка. В качестве отсчетных баз блоков могут быть выбраны также поверхность А основания 1 и поверхности BI и 62 подвижной траверсы. В этом случае для того, чтобы избежать ошибки, связанной с появлением в каждом блоке двух неисследуемых стыков, надо обеспечить их одинаковую жесткость в каждом из блоков. Это достигается легко, если с поверхностью А будут контактировать образцы, выполненные из одноименных материалов с одинаковым видом обработки. Тому же требоваПИЮ должны удовлетворять и образцы, контактирующие с поверхностями BI и В2 подвижной траверсы. В том случае, когда исследуется стык между одноименными материалами, целесообразно один из блоков заменить монолитным образцом - эталоном, размеры которого равны размерам другого блока. Способ может быть осзществлен и при соосном расположении блоков. Неодинаковая нагруженность стыков, обусловленная весо.м расположенных образцов, может быть устранена благодаря горизоптально.му расположению оси блоков. Одновременное нагружение двух блоков обеспечивает идентичность условий испытаний и приводит к повышению точности измерений. Формула изобретения Способ определения деформации стыка пар образцов из разных материалов путем их нагружения до заданной величины напряжений сжатия и последующего измерения расстояния между базовыми отметками, отличающийся тем, что, с целью повышеггия точности определения путем исключения влияния объемной деформации самих образцов на результат измерения, формируют два блока из цар образцов разных толщин так, чтобы число стыков в обоих блоках было различным, а суммарная высота образцов из одноименных материалов в каждом из них одинаковой, и, изменяя разность изменеЕшй базовых высот блоков после одинакового пагружения, судят о величине деформации стыка по отношению этой разности к разности чисел стыков в обоих блоках.