Способ испытания кольцевых образцовНА ВязКОСТь РАзРушЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01M7/08 G01N3/30 

(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ОБРАЗЦОВ НА ВЯЗКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ

1

Изобретение относитсяк испытанию материалов, а именно к способам испытания кольцевых образцов на вязкость разрушения.

Известен способ испытания кольцевых образцов, по которому образец подвергают воздействию по его внутренней поверхности нагрузкой с помощью устанавливаемой в отверстие образца разжимной оправки и разжимного элемента рычажного т1ипа, :вязанного с помощью вилок с тягами 1.

Недостатком этого способа является невозможность достижения значительных скоростей нагружения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ испытания кольцевых образцов на вязкость разрушения, по которому образец подвергают воздействию равномерно распределенной по внутренней поверхности образца нагрузкой с помощью устанавливаемой в отверстие образца разжимной оправки и конического разжимного элемента, к которому прикладывают осевую нагрузку. Оправка устанавливается в отверстие образца без зазора 2.

Недостатком известного способа является низкая точность определения вязкости разрушения при ударных испытаниях изза искажающего влияния инерционных сил в системе разжимная оправка-разжимной элемент, вызывающих колебания нагрузки на образец на протяжении всего процесса нагружения.

Измеряемая в начальный момент нагружения нагрузка является суммой усилия деформирования образца и инерционных сил, обусловленных ускорением оправки и разжимного элементов. По мере их ускорения снижается уровень инерционных сил, что возбуждает колебания упругой системы, состоящей из оправки, разжимного элемента и образца.

Действие инерционных сил и колебаний в этой системе затрудняет выделение из общего уровня нагрузки ее составляющей, равной усилию деформирования или разрущения образца, по которому определяют механические характеристики материала.

Цель изобретения - повыщение точности определения механических характеристик материалов при ударном нагружении путем устранения искажающего влияния инерционных сил. Указанная цель достигается тем, что демпфируют упругие колебания, возбуждаемые в оправке и в разжимном элементе при ударе, а оправка установлена в отверстие образца с зазором Д, который задают из условия Д :5:Vt, где V - средняя скорость .разжатия оправки; t - длительность переходнпго процесса при ударе. На фиг. 1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа, общий на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Усгройство содержит полый цилиндрический корпус Г с буртом 2. Во внутренней полосги корпуса 1 установлен демпфирующий элемент 3, выполненный из демпфирующего материала, например из резины. Сверху на де..пфирующем элементе 3 расположена металличес-ая шайба с цилиндрическим углу Лением в центре, снизу элемент 3 поджат ,кту шруюыеГ втулкой 5, ввинчиваемой в корпус 1. /Чалее имеется разжимная оправка б, ,::)стоя1цая из секторов 7 н установленная на Kopavce 1. Оправка удерживается в собра,:но виде с помощью упругих колец 8, HKno.(bx. наПрИмер из ре.1ины, и установЛ;|:.:Х в кольце ;ые Г1роточки и;; секторах 7. ирлпкя 6 в епоро имеет В1 -треннюю копи;: гку:о no.iricT,, где распо.ло/кен конический ;}; :;:;к июй - лемеит 9, нижии ; ;лил ; дричесMifi i ;;;;ец ксугорого установлен в цснтрирую|цсм u;i.inii;j,p;p;ccKOM углуб.гспии шайбы 4. копсг злея;е1 та 9 выполпен сфериЧССКИлЬИару/к ;ый размер разжи.мной оправки 6 BbiiiOJiiiCii меньше на 2л, чем внутренний диа.|етр кильцево1о образца 10, причем Д v-t, где Д - равномерный зазор между оправкой 6 и образцом 10; V - средняя скорость разжатия оправки 6; t - длительность пере;.идного )цесса при ударе. Устройство содержит та:же шайбу 11 из п. асгичногч) материала, которая располагается в -юльцевой канавке корпуса 1, боек i2, пеое%:ещаюпи1Йся в направляющих ь-;. Способ о;;уиа,ествляется следующим образом. Перед испытаниями демпфируюндий элемент 3 с металлической шайбой 4 вставляют в полость корпуса 1 и поджимают снийу регулируюн им винтом 5, сверху в центрирующее цилиндрическое углубление шайбы 4, которая направляется в корпусе 1, устанавливают своим нижним цилиндрически.м концом разжимной элемент 9, с собранной па псм разжимной оправкой б, которая онирастся на корпус 1, затем па корпус 1 устанавливают образец 10, равномерный зазор которого относительно разжимной оцр.авкп 6 обеспечивает шайба И. С помощью бойка 12, который движется в направляющих 13, прикладывают ударную нагрузку к разжимному элементу 9, который ускоряется до конечной скорости V, приблизительно равной скорости бойка 12, разжимает секторы 7 нагружающей оправки 6, которые приобретают постоянную скорость V до начала нагружения образца 10 в течении конечного врб1мени t, определяемого длительностью .переходного процесса при ударе. Это время может быть определено экспериментальным или расчетным путем и по его величине определяют необходмый начальный зазор Д между образцом 10 и разжимной Оправкой б Д t, что обеспечиваеет заверщение переходного процесса до начала нагружения образца 10. Затем образец 10 ударно нагружают сектора.ми 7 оправки 6. Нагрузку на него определяют, например, по деформации сектора 7 разжимной оправки б с помощью тензорезистора (на чертеже не показано), наклеенного на боковую поверхность, деформация определяется, например, по перемещению разжимного элемента 7. Способ позволяет устранить влияние инерции покоя оправка-разжимной э.лемент на )егистрируемую, нагрузку в об ра;л,е 10 и повысить таким образом ;;мо:;;., результат-:.) и спыта ми и. Формула изобретения Способ испытания кольцевых образцов на вязкость разрушения, по которому образец подвергают воздействию равномерно раснределенной по внутренней поверхности образца нагрузкой с помощью устанавливаемой в отверстие образца разжимной оправки и коническо о разжимного элемента, к которому прикладывают осевую нагрузку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения механических характеристик материалов при ударном нагружении путем устранения искажающего влияния инерционных сил, демпфируют упругие колебания, возбуждаемые в оправке и в разжимном элементе при ударе, а оправка установлена в отверстие образца с зазором Д, который задают из условия Д Vt, где V --- средняя скорость разжатия оправки; t - - длительность переходного процесса при ударе. Источники информации, принятые во внимание при экснертизе 1.Кинцис Т. Я. и др. Методы статических испытаний армированных пластиков. Справочное пособие. Рига, «Зинатна, 1972 с 197. 2.Патент ФРГ .Vo 1809492, кл. 42 К 34/21, 1968 (прототип).

Фиг./