Способ определения трещиностойкости материала Советский патент 1982 года по МПК G01N3/00 

(5 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к испытани ям материалов, в частности к способам определения трещиностойкости материала. Известен способ определения трещиностойкости материала, заключающи ся в том, что образец с концентратор напряжений нагружают до разрушения и регистрируют при этом параметры .разрушения , которые учитывают при определении трещиностойкости. В известном способе регистрируют диагра му испытания в координатах усилиедеформация, а в качестве параметра разрушения выбирают работу разрушения HI J. Недостатком известного способая ляется низкая, точность определения трещиностойкости, так как -не учитывается нагрузка, связанная с образо ванием пластических деформаций у ;вершины трещины и у боковых поверхностей образца. Цель изобретения - повышение точности определения трещиностойкости материала. Указанная цель достигается тем, что в качестве параметров разрушения регистрируют нагрузки Р и Pg, соответствукхчие началу и концу нестабильного хрупкого разрушения, упругие смещения и S в образце при указанных значениях нагрузок и площадь Fj-p кристаллического излома образца, а о трещиностойкости судят по сопротивлению хрупкому разрушению. Сопротивление G хрупкому разрушению, соответствующее статическому нагрунению, вычисляют по формуле (P(,-P.i(fi) .. Кроме того, с целью определения трещиностойкости материала в условиях динамического нагружения, измеряют раскрытие бдмн тресчины на участке ее нестабильного распространения, а сопротивление G хрупкому разру393шению, соответствующее динамическому нагружению. вычисляют по формуле G -(Рх-Р)Л„„/2Г vVi-. с целью повышения точности путем учета жесткости К системы нагрух(ения, сопротивление G,( хрупкому разрушению рассчитывают с учетом жесткости сиетемы нагружения по формуле G(,-P24)-() /2Ркр. Для определения жесткости К.системы нагружения испытывают два образца, по крайней мере один линейный ра мер которых различается не мене чем в полтора раза, и по значениям энергий, затраченных на их разрушени судят о жесткости К, , На фиг.1 изображена типичная диаф рагма разрушения в- координатах нагрузка-смещение; на фиг.2 - диаграмма разрушения, полученная при испытании в жесткой нагружающей системе. Способ осуществляют следующим образом. Образец с концентратором напряжений нагружают до разрушения и регист рируют при этом диаграмму испытания в координатах нагрузка Р-смещение сГ. О смещении судят по раскрытию трещины. По диаграмме разрушения определяют нагрузки Р и Р, соответствующие началу и концу нестабильного хрупкого разрушения и упругие смещения cfji в образце при указанных значе ниях нагрузок, кроме того измеряют площадь FKPкристаллического излома образца. Размеры образца для испытания подбирают такими,чтобы обеспечит кристаллический излом хотя бы на 2030% рабочего сечения образца. Затем, если испытание ведут в режиме статического нагрукения, вычисляют сопроти вление С хрупкому разрушению по формуле Gr:2(P,Cr -P2dJ/2f;,p и по его значению судят о трещиностойкости материала.. Если же испытание ведут в режиме динамического нагружения, то по диаг рамме нагрузка Р-смещение cf определяют раскрытие сГду,цТпещины на участке ее нестабильного распространения, и о трещиностойкости судят по сопротивлению , хрупкому разрушению, вычисляемому по формуле G:f (P,,)( В том случае, если испытание ведется в испытательной системе, где 3 на вид регистрируемой диаграммы нагрузка Р-смещение (f оказывает влияние жесткость К системы, сначала путем проведения тарировочных испытаний 5 определяют жесткость К. , Затем испытывают образец и рассчитывают сопротивление Gf хрупкому разрушению по формуле G,(P,cr,-Pa(f2)() /К /2Ркр0 Жесткость К системы можно определить путем проведения испытаний двух образцов из одного материала, по крайней мере один линейный размер которых различается не менее чем в полтора раза. Тогда при одинаковом значении сопротивления хрупкому разрушению материала по значениям энергий, затраченных на разрушение, судят о величине К. Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения трещино.стойкости за счет учета нагрузки, ;вяаанной с образованием пластических, деформаций у вершины и у боковых поверхностей образца. Формула изобретения 1.Способ определения трещиностойкости материала, заключающийся в том, что образец с концентратором напряжений нагружают до разрушения и регистрируют при этом параметры разрушения, которые учитывают при определении трещиностойкости, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности определе- ния, в качестве параметров разрушения регистрируют нагрузки Р и Р, соответствующие началу и концу нестабильного хрупкого разрушения, упруГ1 е смещения rf-i и сГ2 в образце при указанных значениях нагрузок и площадь FHPкристаллического излома образца, а о треи(иностойкости судят по сопротивлению хрупкому разрушению. 2.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, сопротивление ,,стспг . хрупкому разрушению, соответствующее статическому нагружению, вычисляют по формуле Gr((fz)/2F,.p 3. Способ поп.1,отличающ и и с .я тем, что, с целью определения трещиностойкости материала в условиях динамического нагружения, измеряют раскрытие /динтрещины на участке ее нестабильного распростра-.