Способ определения модуля упругости при сжатии слоистого материала Советский патент 1982 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к испытаниям Материапов и эпементов конструкций, в частности к способам определения модуля ynpyrocin при сжатии слоистого материiana. : Известен способ определения модуля упругости при сжатии слоистого материала, эакшочаюшийся в тсил, что образец в форме прямоугольного параллелепипеда с различной длиной его ребер сжимают по торцам в направлении вдоль слоев, измеряют усилие сжатия, площадь поперечного сечения образца и деформацию слоев, затем образец разгружают, укорачивают его в одном направлении, неоднократно повто-ряют указанные операции и по результатам измерений определяют модуль упругости при -сжатии. В известном способе плошадь поперечного сечения образца, подвергаемого сжа тию, остается неизменной 1J. Недостатком известного способа является то, что на измеренные Деформации каждогого слоя влияют деформации смежных с ним слоев, поэтому о модупе упругости каждого из слоев можно судить только качественно. Цель изобретения - определение модуля упругости отдельных слоев материала образца. Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения модуля , упругости при сжатии слоистого материала, заключающемуся в том, что образец в форме прямоугольного параллелепипеда сжимают по торцам в направлении вдоль споев, измеряют усилие сжатия, площадь потеречного сечения образца и деформацию слоев, затем образец разгружают, укорачивают его в одном направлении, неоднократно повторяют указанные операции и по результатам измерений определяют модуль упругости при сжатии, используют образец в фо1Я«1е куба, укорачивают его путем удаления слоев, сжимают равномерно распределенным по торцу усилием, величину которого каждый раз выбирают из условия обеспечения одинаковой деформа1ШИ, равной относительной деформации при начальном нагружении, а модули упругости Е. укороченного образца и моЕ)А

удаленных слоев расдули упругости

считывают по формулам

,eoi

(N.;N)/(F-.,-F)g,

Oi

1 - О, 1. 2, ...

1 - О, 1, 2 И - номер слоя;

M- - усилия сжатия образца после

-i -го укорочения;

- площадь сечения образца при i -ом нагружении;

pVKe .

Н-(Ч,-Р-)-ьЕ,Р. - О Чз

, .

На фиг. 1 изображен пятислойный об-, разец; на фиг. 2 - образец после сжатия на фиг. 3 - то же, с удаленными наружными слоями.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец слоистого материала в виде куба с ребром 1, имеющий наружные слои 1, переходные слои 2 и серединный слой 3, сжимают по торцам в направлении, параллельном плоскостям слоев, равномерно распределенным усиггаем, Величину усилия выбирают такой, чтобы дефоро. мация слоев была равна -д|7||1.3атем образец разгружают, измеряют площадь поперечного сечения и укорачивают образец путем удаления слоев 1. Указанные операции повторяют, .- в О, 1, 2, ..., И раз последовательно удаляя спои испытуемого образца, а величину усилия N/f сжатия каждый раз выбирают из условия обеспечения деформации слоев, равной бд-

Значения усилий сжатия и площади поперечного сечения образца при i-ом нагружении (здесь i -номер слоя) используют при расчете модулей упругости Е укороченного образца по формуле 1 модулей уп зугости удаленных слоев V4 j.j.)|(p.-.)

V .

При этом должно выполняться равен-

FVKp.. ., р .. ° ЙЬ 1Ч-1 я -- иРиКонечную величину укорочения образца Выбирают иэ условия обеспечения устойчивости при сжатии, когда жесткость образца после последнего И-го укорочения равна E-|Fvj .

Способ позволяет с высокой точностью получить данные об упругих свойствах слоистого материала и каждого слоя в отдельности.

10 Формула

изобретения

Способ определения модуля упругое- ти при сжатии слоистого материала, заклю,чающийся в том, что образец в форме прямоугольного параллелепипеда сжимают по торцам в направлении вдоль слоев, измеряют усилие сжатия, площадь поперечного сечения образца и деформацию слоев затем образец разгружают, укорачивают его в одном направлении, неоднократно повторяют указанные операции и по результатам измерений определяют модуль упрут ости при сжатии, отличающийся тем, что, с целью определения модуля упругости отдельных слоев материала образца, используют образец в форме куба, укорачивают его путем удаления слоев, сжимают равномерно распределенным по торцу усилием, величину которого каждый раз выбирают из условия обеспечения одина1«эвой деформации, равной относительной деформации f при начальном нагружении, а модули упругое V ти укороченного образца и . модули упругости Е удаленных слоев рассчитывают по формулам

,--,-N,)ДFл..-)Eo

где 1 - О, 1, 2, ..., и - номер слоя;

1 усилие сжатия образца после «,-его t-ro укорочения; площадь сечения образца при

F -i-oM нагружении;

ЕО (,.,, Е„р„ -VK,

. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Антонов И. А. и др. Экспериментальная оценка точности принципа Сен- Венена при сжатии коротких образцов. Заводская лаборатория, 1975, т. 41, вып. 3, с. 364-365 (прототип).