Образец для исследования распространения трещин Советский патент 1982 года по МПК G01N3/30 

1

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств, а именно к образцам для исследования распространения трещин при динамическом нагружении.

Известны плоские образцы для исследования распространения тре„щин L1J.

Данные образцы не позволяют моде-; лировать условия разрушения многослойных конструкций, т.е. условия перехода трещины из одного слоя в другой. Кроме того, указанные образцы, форма и размеры которых выбраны без учета волновых процессов, непригодны для испытаний с динамическим инициированием трещины, которое необходимо для изучения хрупкого разрушения пластичных сталей.

Наиболее близким к предлагаемо V по технической сущности является образец для исследования распространения трещин в поле напряжений, не возмущенном волнами, отраженными от боковых поверхностей, выполненный в виде пластины с цилиндрическим отверстием, на поверхности которого нанесен один или несколько концентраторов напряжений 2.

Недостатком известного образца является то, что его нельзя использовать для исследования распространения трещин в многослойных конструкциях при переходе трещины из слоя в слой.

Цель изобретения - .исследование распространения трещин в слоистых материалах.

15 Поставленная цель достигается тем, что в образце для исследования распространения трещины в поле напряжений, не возмущенной волнами, отраженными от боковых поверхностей,

20 выполненном в виде пластины с цилиндрическим отверстием, на поверхности которого нанесен один или несколько концентраторов напряжений, пластина выполнена составной из

вставленных друг в друга колец, причем внутреннее кольцо с концентратором (концентраторами) напряжений изготовлено из наиболее хрупкого материала, а остальные кольца из иссл.едуемых более вязких материалов.

Кольца-начиная с второго выполнены многослойными по высоте.

На фиг. 1 изображен образец в разрезе, выполненный из колец, вставленных друг в друга с натягом; на фиг. 2 - то же, с многослойными кольцами из исследуемых материалов; на фиг, 3 - то же, из колец, соединенных между собой сваркой; на фиг.4обр,азец , вид сверху .

Образец состоит из вставленных друг в внутреннего кольца 1 , изготовленного из хрупкого материала, и колец 2 и 3, изготовленных из исследуемых более вязких материалов. На поверхности отверстиякольца 1 нанесены концентраторы 5 напряжений. Кольца 2 и 3 соединены между собой сварным швом 6 или натйгом и выполнены многослойными по высоте.

Образец испытывается следующим образом.

В процессе испытаний образец нагружают динамически внутренним лавлением по порерхно.сти t отверстия. О торможении трещины, распространяющейся из вершины концентратора 5, в момент перехода через поверхности раздела колец судят либо по изменению скорости трещины в данный момент, которую, например, определяют фоторегистрацией поверхности образца с помощью сверхскоростной фоторегистрирующей установки СФР, либо по увеличению динамической вязкости разрушения.

Использование предлагаемого образца обеспечивает выбор матери т алов, услоЁий контактирования и других технологических параметров для

получения заданного движения трещин в многослойной конструкции. Результаты таких, исследований позволяют дать оценку трещиностойкости

конструкций типа балок и колонн, рулонированных сосудов давления и трубопроводов, они позволяют определить оптимальные материалы, условия контактирования сопрягаемых ло

верхностей, при которых хрупкая трещина при переходе из слоя в слой встречает наибольшее сопротивление.

Формула изобретения

1. Образец для исследования распространения трещин в поле напряжений, не возмущенном волнами, отраженными от боковых поверхностей, выполненный в виде пластины с цилиндрическим отверстием, на поверхности которого нанесен один или несколько концентраторов напряжений, о т л ичающийся тем, что, .с целью исследования распространения трещин в слоистых материалах, пластина выполнена составной из вставленных друг в друга колец, причем внутреннее кольцо с концентратором (концент раторамн) напряжений изготовлено из наиболее хрупкого материала, а остальные кольца из исследуемых более вязких материалов.

2. .Образец по п. 1.отличающ и и с я тем, что кольца начиная с второго выполнены многослойными по высоте.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1, Махутов Н. А. Сопротивление элементов конструкции хрупкому разрушению. М., Машиностроение, 1973 с. 98.

2. Авторское свидетельство СССР

№ 819621, кл. G 01 N 3/30, 1979 (прототип).

Фи. f