Образец для определения коэффициента интенсивности напряжений Советский патент 1980 года по МПК G01N3/20 G01N1/28 

1

Изобретение относится к области испытаний материалов-на прочность, а именно к образцам для определения коэффициента интенсивности напряжений.

Известен образец для определ.ения коэф- 5 фициента интенсивности напряжений, содержащий рабочую часть с разрезом 1. Недостатком этого образца является сложность определения на нем коэффициента интенсивности напряжений, когда возникают ю трещины при действии напряжений чистого поперечпого сдвига.

Известен также образец для определения коэффициента интенсивности напряжений, выполненный в виде прямоугольной пласти- 5 ны со сквозным разрезом по большей из осей симметрии пластины 2. Этот образец является наиболее близким к изобретению по техпической сущности и достигаемому результату.20

Недостатком этого образца является низкая точность определения коэффициента интенсивности напряжений из-за потери устойчивости образца во время нагружения его изгибающими усилиями.25

Целью изобретения является повышение точности определения.

Указанная цель достигается за счет того, что образец снабжен размещенными на краях пластины, параллельных оси разреза, 30

ребрами жесткости, выполненными в виде идентичных балок равного сопротивления изгибу.

На фиг. 1 показан образец, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Образец выполнен в виде пластины 1 с разрезом 2 по большей оси симметрии пластины 1 параллельных оси разреза 2, ребер 3 и 4 жесткости, выполненных в виде идентичных балок равного сопротивления изгибу. Ребра 3 и 4 жесткости могут быть закреплены на пластине 1 известным способом (пайкой, сваркой и т. д.).

Для испытания образец закрепляют консольно и нагружают силой Р (изгибающим моментом), лежащей в плоскости, проходящей через плоскость пластины 1, и приложенной к ее свободному концу. При этом разрез 2 лежит на нейтральной оси образца. При изгибе образца в вершинах разреза 1 действуют касательные напряжения, которые вызывают продвижение трещины. Ребра 3 и 4 жесткости воспринимают нормальные изгибные напряжения и предотвращают потерю устойчивости пластины, ее коробление и выпучивание. Размеры образца выбирают таким образом, что высота пластины - не менее пяти толщин, а размеры ребер 3 и 4 жесткости должны удовлетворять условиям: (h - 2H) o 11 В (h -- 2Я)2 - Л2 -f 6Л / // 2l {b-№ + + 3(A+ Я)} 3{B(ft+ 2Я)г -Й2 :-6й2

КИс

О - 1 / f

f

де b, h, L - соответственно, толщина, ширина и длина пластины 1; / - длина разреза;

В, Н - текущие ширина и толщина любого из ребер жесткости; /СПс - критический коэффициент интенсивности напряжений; а - предел прочности материала

образца; / - коэффициент, зависящий от

геометрии образца; Р - коэффициент, зависящий от

жесткости образца: с - жесткость образца на изгиб; cz - жесткость образца на кручение.

Формула изобретения

Образец для определения коэффициента интенсивности напряжений, выполненный в виде прямоугольной пластины со сквозным разрезом по большей из осей симметрии пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, он снабжен размещенными на краях пластины, параллельных оси разреза, ребрами жесткости, выполненными в виде идентичных балок равного сопротивления изгибу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Department of Thearetical and applied Mechanic 3. University of gllinois, Repart № 248, 1963, p. 20).

2. Современные композиционные мате риалы. М., «Мир, 1970, с. 125 (прототип). Применение опнсанного образца позволяет определять коэффициент интенсивности напряжений с высокой степенью точности.