Способ определения вязкости разрушения материала в высотном направлении Советский патент 1980 года по МПК G01N11/00 

Указанная цель достигается тем, что дополнительно измеряют электросопротивле1;не образца одновременно с измерением нагрузки и деформации до момента начала разрушения, который определяют по моменту начала резкого увеличення электросопротивления, фиксируют величину нагрузьж, соответствующую началу разрушения, и сязкость определяют но соотношению:

t-b-где pQe - расчетная нагрузка начала разрушения, зафиксированная по изменению электросопротивления;

Ye - тарировочный коэффициент с учетом влияния электросопротивления;

V - коэффициент Пуассона; t - толщина образца; b - ширина образца. На фиг. 1 показан характер изменения электросопротивления R при испытании образца для определения вязкости разрушения материала в высотном направлении; на фиг. 2 - схема осуществления- способа.

Как демонстрирует фиг., I, начало расслоения (начало разрушения) вызывает резкое увеличение электросопротивления, которое пр1) послздуюш ег, расслоении ;i развитии трещин стремится к беоконечности. Точка Л на кривой (фиг. 1.) соответствует началу расслоения, принятому за начало разрушения, вызванному нагрузкой

Яде при сопротивлении RQ. Во МНОГИХ СЛучаях вполне достаточно измерять элсктросопротивлен1ие при низком и безопасном для человека напряжении. При автоматической записи кривой электросопротивления начало расслоения обнарунчивается точно к без затруднений. Обычно точность, повышается с увеличением частоты тока до критической (определенной для каждого материала). Испытания можно прекращать, не доводя образец до полного ,разрушения, когда электросопротивление достигнет, например, точки В (фиг. 1), автоматически выключая испытательную машину. Этим самым экономится электроэнергия и рабочее время оператора, который, таким образом, сможет одновременно обслуживать : есколько испытательных машин.

При применении для регистрации результатов испытания образцов двухкоординатиого потенциометра, который одновременно факсирует изменение электросопротивления R и увеличение нагрузки Р, весьма точно определяется нагрузка начала разрушения PQC, соответствующая началу появления расслоений, так как она совпадает с RQ (т. е. с изгибом кривой). Хорошие результаты получаются также при фиксации нарастающей нагрузки и R по времени т. Кроме того, способ позволяет проследить за структурными и фазовыми превращениями, происходящими в материале в процессе испытаний.

5 На схеме, иллюстрируемой фиг. 2, стрелка С показывает высотное направление, стрелка D - долевое направление, F - плоскость исходной усталостной трещины

образца, Е и Е -контакты (силовой и по0 тенциометрический объединенные) для измерения электросопротивления образца в процессе испытания под нагрузкой.

Предлагаемый способ позволяет более качественно и точно устанавливать нагрузку начала разрушения Рре, чем определяется аналогичная PQ по способу-прототипу, и, следовательно, точнее определять вязкость разрушения материала в высотном направлении /(с- Обычно способ-прототип завВ)1шает значения /CiV, дезориентируя конструкторов при выборе материалов по вязкости разрущения.

Пример. Образец вырезают из прессованной полосы 40X100, например, алюминиевого сплава, таким образом, чтобы плоскость надреза была перпендикулярна плоскости, в которой производили прессование и для которой требовалось определить вязкость разрушения. На образце выращивается усталостная трещина, а затем, установив контакты jEi и Е, его испытывают под статическим нагружением с одновременной регистрацией изменения электросопротивления

образца и увеличения нагрузки на него, и также деформации. Определяют уточненную нагрузку Рое, соответствующую началу появления расслоений, корректируют тарировочный коэффициент Ур с учетом влияния

Q электросопротивления и рассчитывают величину вязкости разрушения в высотном направлении по соотношению:

Q.- о 1 &vr -2

Использование предлагаемого способа позволит точно и качественно определять вязкость разрушения материала в высотном направлении за счет более точного определения нагрузки начала разрущения Рде, что обусловлено высокой структурной чувствительностью электросопротивления образца к расслоению, развитию трешины и разрушению. Это основной положительный

эффект, обеспечиваемый новой совокупностью операций, выполняемых при определении вязкости разрушения. Кроме того, благодаря быстрому и точному определению PQB и возможности использовать увеличение

электросопротивления для отключения машины на заданной величине-расслоения при данном Ri, не дожидаясь полного разрушения образца, достигается положительный эффект за счет экономии времени исследователей и испытательных машин, что дает

экономию человеческого труда .и электри-:еской энергии.

Предлагаемый способ определения вязкости разрушения материала в высотном направлении может быть использован во всех областях машиностроения.

Формула изобретения

Способ определения вязкости разрушения материала в высотном направлении по авт. св. № 54М08, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определений, дополнительно измеряют электросопроттивление образца одновременно с измерением нагрузки и деформации до момента начала разрушения, который определяют по моменту начала резкого увеличения электросопротивления, фиксируют величину нагрузки, соответствуюш.ую началу разрушения, и вязкость определяют по соотношению:

№-- А с где PQC - расчетная нагрузка начала разрушения, зафиксированная по изменению электросопротивления;

Ур - тарировочный коэффициент с /четом влияния электросопротивления;

V - коэффициент Пуассона;

/ - толшииа образца;

b - ш ирииа образца.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 541108, кл. G 01 N 11/00, 1975 (прототип).

м

:ги (psfin : --:m jOio ,

(Уиг. 2