Способ создания начальной трещины в образце для механических испытаний Советский патент 1982 года по МПК G01N1/00 G01N3/313 

(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ НАЧАЛЬНОЙ ТРЕШИНЫ В ОБРАЗЦЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

1

Изобретение относится к испытангао материалов, а именно к способам соэданш начальной трещины в образце для механических испытаний материалов, в частности для испытания на треишностойкость.

Известен способ создания начальной трещины в образце путем асимметрично го образца, осуществляемого с помощью вибратора или на усталостной машине til .

Недостатками способа являются его большая трудоемкость и необходимость в сложном оборудовании.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению являетсяспособ создания начальной треошны в образце для механических испытаний, заключающийся в том, что в образце создают клиновидный вырез и нагружают грани выреза с помощью энергии взрыва за ряда ВВ. По этому способу в вырез на образце устанавливают боек с клиновш HbDvi заострением, а на торец бойка -

заряд взрывчато о вещества (ВВ). При подрыве заряда по бойку распространяется волна сжатия, которая через боковую поверхность клина переходит в образец. Интерференция волн от боковых поверхностей клиновидного выреза создает в вершине выреза импульсные растягивающие напряжения, которые приводят к возникновению и распространению треишны от вершины выреза. Длина создаваемой трещины регулируется величиной заряда ВВ Г2 .

Недостатком способа является то, что он может бьпъ использован для создания начальных трещин только в образцах из достаточно хрупких материалов. В пластичных же материалах в вершине выреза возникает зона локализсшанного пластического течения.

С другой стороны, учитывая, что поверхность граней выреза не является идеальной, между бойксм и гранями выреза существует определенный зазор, что приводит к уменьшенюа крутизны фрсягга приложения нагрузки к граштм, т.е. к уменьшению динамичности нагружения. В то же время для уменьшения пластического течения материала образца необходимо увеличивать эту динакшчнэсть. Цель изобретения - расширение класс исследуемых материалов. Цель достигается тем, что в способе создания начальной трещины в образце дая механических испытаний, заключаю шемся в том, гго в образце создают клиновидный вырез и нагружают грани выреза с помощью энергии взрьгоа заряда ВВ. заряд ВВ размещают непосредственно в вырезе, а образец перед нагружением охлаждают до температуры более 1ШЗКОЙ, чем температура охрупчивания материала образца. Размещение заряда в вьфезе образна обеспечивает повышение динамичности приложения нагрузки, а охлаждение образца делает его материал более хрушси что способствует образованию трепошы без пластического течения материала. На чертеже показана схема осуШест вления описываемого способа. Перед проведением работ по созданию начальной трещины в o&pa3Ts.e 1 механическим способом создают клиновидный вырез 2, в вырезе размешают заряд 3 ВВ н 1попненный в виде клина, с раз- мерами размера выреза. Затем образец 1 помещают в сосуд 4 с охиаж дающей средой 5 (жидкий азот). При охлаждении образца 1 до температуры более низкой, чем температура охруичивания его , подр ывают заряд 3 ВВ. Про. этом в вершине выреза 2 за рождается начальная трещина. Дпииа тр& шины регулируется величиной заряда 3 ВВ. Размещение заряда ВВ в вырезе образца дает возможность повысить динамич1ость приложения нагрузки. Это про исходкг за счет тотх), го грани выреза нагружаются непосредственно воздушной волной большой интенсивности, при этоь4 качество обработтш поверхности граней оказывает сушественно меньшее влияние на фронт нарастания нагрузки, чем в случае применения бойка. Охлаждение образца позволяет повысить хрупкость исследуемого материала, что способствует образованию трешины без пластического течения материала. Способ позволяет просто и без использования специального дорогостоящего оборудования создавать начальные трещины как в хрупких, так и в пластичных материалах, например в малоуглеродистой стали, меди и др. Формула изобретения Способ создания начальной трешииы, в образце для механических испытаний, заключающийся в том, тго в образце создают клиновидный вырез и нагружают вьфеза с помощью энергии ВВ, отличающийся тем, что, с цепью расширения класса исследуемых материалов, заряд ВВ размещают иеиосредственно в вырезе, а образец перед .нагружением охлаждают до температухял более низкой, чем температура охрупчивания материала образца. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Методы испытания, контроля и исследования машиностроигеиьных материалов. Справочное пособие. Под редакцией ЧП.-КОРР. АН СССР А. Т. Туманова. т.П. Методы исследования механических свойств металлов, М., Машиностроение, 1974, с. 98-99. 2. Еремшко А, С,, Новиков С.А., Погорелова А. П. Исследование распространения и взаимодействия быстрых трещин в чрганическом стекле. ПМТФ, 1079, № 4, с. 109 - 112 (прототип).