Способ исследования распространения волны деформации в цилиндрическом образце из изотропного материала

 

Изобретение относится к исследованию динамической прочности при малых упругопластических деформациях. Целью изобретения является повышение достоверности определения напряжения при малых упругопластических деформациях. Цилиндрический образец устанавливают между стержневыми передающим волноводом и опорным волноводом, который может иметь равное с образцом волновое сопротивление , нагружают образец импульсом сжатия, инициируя его в передающем волноводе В процессе нагружения с помощью установленных в нескольких сечениях образца датчиков регистрируют как продольную Јх, так и кольцевую Е& деформацию. Устанавливают наличие в образце плоской волны ло выполнению соотношения для приращения упругих деформаций Л Eg -v&- гх, где v - коэффициент Пуассона. Величину напряжения Ох в каждом сечении для величин деформации , ограниченных условием Jejf xl $0,45, определяют по формуле а F/(1 - 2 х х (ЕХ + 2 е. где Е - модуль упругости материала образца. Регистрация кольцевой деформации е0позволяет судить о существовании плоской волны и более достоверно определять напряжение, так как данный способ учитывает реальное напряженно-деформированное состояние в образце 1 з п.ф-лы, 1 ил т Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 3/30

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4653937/28 (22) Т9,12.88 (46) 07.10.91. Бюл, М 37 (71) Научно-исследовательский институт механики МГУ им, М.В. Ломоносова (72) В.И. Белов, И,В. Панфилов и Ю,А. Созоненко (53) 620.178.72(088.8) (56) Заводская лаборатория, 1980, N. 8, с, 773-774, Динамика удара./ Перев. с англ. — M.:

Мир, 1985, с. 226 — 227, (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛНЫ ДЕФОРМАЦИИ В

ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ ОБРАЗЦЕ ИЗ ИЗОТРОП Н ОГО МАТЕ РИАЛА (57) Изобретение относится к исследованию динамической прочности при малых упругопластических деформациях, Целью изобретения является повышение достоверности определения напряжения при малых упругопластических деформациях. Цилиндрический образец устанавливают между стержневыми передающим волноводом и

Изобретение относится к высокоскоростным испытаниям, а именно к способам исследования динамической прочности при малых деформациях.

Целью изобретения является повышение достоверности определения напряжения при малых упругопластических дефор-мациях.

На чертеже приведен пример схемы осуществления способа, Способ осуществляют следующим образом, „„Я2„„1682872 А1 опорным волноводом, который может иметь равное с образцом волновое сопротивление, нагружают образец импульсом сжатия, инициируя его в передающем волноводе. В процессе нагружения с помощью установленных в нескольких сечениях образца датчиков регистрируют как продольную ех, так и кольцевую е деформацию. Устанавливают наличие в образце плоской волны по выполнению соотношения для приращения упругих деформаций Ло = — v - ex, где v— коэффициент Пуассона. Величину напряжения о в каждом сечении для величин деформации, ограниченных условием

1ала образца. Регистрация кольцевой деформации eпозволяет судить о существовании плоской волны и более достоверно определять напряжение, так как данный способ учитывает реальное напряженно-деформированное состояние в образце, " з.п.ф-лы, Ф

1 ил.

Образец 1 размещают между передающим 2 и опорным 3 стержневыми полноводами и инициируют в передающем волноводе 2 плоскую волну сжатия, В процессе нагружения в нескольких сечениях образца с помощью датчиком 4 и 5 регистрируют соответственно продольную ÿx и кольцевую ев деформацию (показаны датчики, установленные в одном сечении образца).

На упругом участке нагружения проверяют наличие в образце плоской волны де1682872

20 формации по выполнению соотношения для приращений упругой деформации

Ь Ев = -" Pg fx, где з — коэффициент Пуассона.

Величину напряжения гтх в каждом сечении находят по формуле

Е сгх (fx + 2 "з, Где Š— модуль уп р yÃDñòè.,Öý H íÿÿ формула применима в области упругих и чалых упругопластических деформаций, С достаточно хорошей точностью она позволяет определить напряжения для величин деформации., ограниченных условием — < 0,45, -x случае использования опорного волновода, имеющего равное с образцом волновое сопротивление, обеспечивается условие однократногс прохождения через образец импульса нагрузки, что позволяет с большей достоверностью определить напряжение в сечениях образца.

Пример . Образец 1 из исследуемой стали длиной 200 мм, изготовленный из трубы диаметром 17 мм с толщиной стенки 1 мм, устанавливают между передающим волноводом 2 из стали ЗОХГСР„изготовленным

s вBи д tе с тTеeрpж нHя д и а мMе:, тiр о0м, равным диаметру образца 1, и опорным волноводом 3 длиной 220 мм, изготовленным из той же трубы, что и образец. Соасность при совмещении торцов образца и вог;новодов обеспечивается с помощью тон,<их полиэтиленовых втулок 6.

На образце 1 в шести сечениях, огстоящих от торца 7 на расс-ояниях 35, 50, 65, БО, 95 и 110 мм, размещают тензореэисторные датчики 4 и 5 продолычой и кольцевой деформации. В каждом сечении наклеивают по восемь датчиков (-етыре продольной и четыре кольцевой деформации.

На свободном конце передающего волновода 2 осуществляют подрыв заряда ЗВ

8, в результате чего через передающий волновод 2 в образец 1 ilpo;(oäëò импульс сжатия длительностью 70 мкс, Выбранные размеры опорного вол невода 3 обеспечивают условие однократного прохождения импульса по образцу 1 и позволяют осуществить регистрацию деформации во всех сечениях образца 1 без наложения импульса, отраженного QT свободного конца опорного волновода 3.

Датчики 4 и 5 каждого сечения образца

1 соединены в мостовую схему. позволяющую получать на выходе сигналы, пропорциональные продольной Fx и объемной я

55 деформации (е = — (f. x + 2 f. )), Временные 1

3 зависимости величин этих деформаций зафиксированы с помощью запоминающего осциллографа.

Напряжения гтх определяют по формуле

Е стх — — 3 е, 1 — 2 v а наличие плоской волны в образце 1 устанавливают по выполнению соотношения

Лf. 1 — 2v

Х х 3

Регистрация в процессе нагружения кольцевой деформации образца позволяет при использовании предлагаемого способа судить о существовании в образце плоской волны, а также определять напряжения в образце в области малых упругопластических деформаций с большой достоверностью. Предлагаемый способ учитывает реальное напряженно-деформированное состояние в образце.

Формула изобретения

1,Способ исследования распространения волны деформации в цилиндрическом образце из иэотропного материала, по которому образец размещают между передаю(цим и опорным стержневыми волноводами, инициируют в передающем волноводе плоскую волну сжатия, и с помощью установленных в нескольких сечениях образца датчиков регистрируют в процессе нагружения продольную деформацию С> в каждом сечении, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения напряжения при малых упругопластических деформациях, в каждом сечении образца регистрируют также кольцевую деформацию f g причем наличие плоской полны в образце устанавливают по выполнению соотношения для приращения деформаций на упругом участке нагружения

1 у — >g fx где v — коэффициент Пуассона, а динамическое напряжение Оу, для величин деформации, ограниченных условием

Л (0,45, определяют по формуле

Е ггх =- — — - (ех + 2 "1 — 2v где Š— модуль упругости материала образца, 2. Способ no n. 1, отличающийся тем, что используют опорный волновод, имеющий одинаковое с образцом волновое сопротивление.

1682872

Составитель О.Бульканов

Техред М.Моргентал Корректор M.Пожо

Редактор А,Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Латен.. ", г. ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3407. Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5