Способ определения коэффициента интенсивности напряжений при поперечном сдвиге по остановке трещины

 

Изобретение относится к динамическим испытаниям материалов, а именно к способам определения хйрактеристик трещиностойкости . Целью изобретения является расширение номенклатуры испытываемых материалов. Для этого в способе, по которому дисковый образец нагружают с помощью ударника плоской ударной волной и определяют скорость ударника в качестве параметров волны нагрузки, определяют среднюю скорость V и дисперсию Д U скоростеи честей свободной поверхности образца , а КОЭффнц. lh, НСИБНОСТИ напряжений рассчить по формуле: Kfcf (р Ср V/4) Or :-, A U/Uo)0-5, где h - толщина ударника, рплотность митериала образце), Ср - скорость пластической волны в материале образца. Uc скорость ударника. Применение изобретения, основанного на измерении скоростей движения микропотоков вещества, снимает ограничения на размеры испытуемых образцов и позволяет расширить номенклатуру испытываемых материалов. И F J .IHM

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

< л 601 КЗ/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ л (Ф» ъ ((ЬР (21) 4826200/28

1 (22) 15.05.90 (46) 15.09.92. Бюл. ¹ 34 (71) Научно-производственное объединение

"Краснознаменец" Ленинградский филиал

Института машиноведения им. А.А.Благо° нравова (72) Г.Г.Савенко, А.В,Маслеников, В.Г.Калашников, (О.И.Мещеряков, Н.Н.Васильев и

И.Н.Иовлева (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1330501, кл. 6 01 N 3/00, 1986.

Белков П,А. Разработка методики работоспособности сталей на основе температурно-скоростных зависимостей характеристик трещиностойкости. Автореферат. Лениград, 1988, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИНТЕНСИВНОСТИ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ СДВИГЕ ПО

ОСТАНОВКЕ ТРЕЩИНЫ (57) Изобретение относится к динамическим испытаниям материалов, а именно к спосоИзобретение относится к области динамических испытаний материалов, а именно к способам определения характеристики трещиностойкости.

Известен способ определения трещиностойкости при отрыве, по которому дисковый образец с двумя замкнутыми кольцевыми проточками подвергают импульсно лу нагружению, регистрируют параметры нагружения, по которым определяют характеристику трещиностойкости, Наиболее близким к изобретению является способ определения коэффициента интенсивности напряжений прн поперечном сдвиге по остановке трещины, по которому, .ЯХ„„1762178 Al ба л определения характеристик трещиностойкости. Целью изобретения является расширение номенклатуры испытываемых материалов, Для этого в способе, по которому дисковый образец нагружают с помощью ударника плоской ударной волной и определяют скорость ударника в качестве параметров волны нагрузки, определяют среднюю скорость V дисперсию Ь U ско-! ростеи частей свободной поверх ости образца, а коэфф. - ци . н ин;:гзсивно т и напряжений рассчить:веют по формуле:

К.=; (p СР V/41. г " . Л О/Ь <,), гдЕ h— толщина ударниKd, р — плотнос1ь материала образца, Cp — скорость пластиче"кой волны в материг;е об; аэца. U;. — скорость ударника. Применение и обретения, основанного на измерении скоростей даи>кения микропотоков вещества, снимает ограничения на раз ;еры испытуемых образцов и позволяет расширить номенклатуру испытываемых материалов. дисковый образец с замкнутыми кольцевыми концентраторами напряжения устанавливают между стержнями волноводами.

Ударом бойка возбуждают в нагружающем стержне плоскую волну напряжений. в результате чего происходит нагружение образца. Регистрируют скорость ударника, а также величины падающей, прошедшей и отраженной волны и рассчитывают по ним коэффициент интенсивности напряжений.

Недостатком прототипа является необходимость использования образцов больших размеров для поддержани однородного напряженного состояния в устье трещин.ы, а также сложность остановки трещины

1762178

Составитель О,Бульканов

Техред M.Ìpðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор

Заказ 3254 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 после ее страгивания при испытании материалов, имеющих высокий коэффициент интенсивности напряжений. Это приводит к ограничению номенклатуры испытываемых материалов.

Целью изобретения является расширение номенклатуры испытываемых материалов, Согласно изобретению цель достигается за счет того, что в качестве параметров волны нагрузки определяют с помощью лазерного дифференциального интерферометра среднюю скорость и дисперсию скоростей частиц свободной поверхности образца, а коэффициент интенсивности напряжений рассчитывают по формуле

Р Ср Ч „гЛ QU)p5

4 Оо где h — толщина ударника:

V — средняя скорость частиц материала образца; р — плотность материала образца;

Ср — скорость пластической волны в материале образца;

Uo — скорость ударника;

h,U — дисперсия скоростей частиц.

Пластическая деформация при динамическом нагружении образца осуществляется в аиде движения совокупности микропотоков вещества с различной относительно друг друга скоростью, Дисковые образцы из исследуемого материала устанавливают в вакуумной камере и нагружают с помощью пневмокопра ударником. имеющим форму "стаканчика". Скорость полета ударника определяют по временному интервалу между последовательными пересечениями ударником двух лазерных лучей. В результате соударения образца и ударника в образце распространяется плоская волна нагрузки, В качестве параметров волны нагрузки определяют с помощью лазерного дифференциального интерферометра среднюю скорость и дисперсию скоростей частиц свободной поверхности образца. Изменение скорости частиц приводит к изменению частоты отраженного от свободной поверхности образца света, которое регистрируется методом лазерной дифференциальной интерферо- . метрии. Коэффициент интенсивности напряжений находят из известного в

5 линейной механике разрушения соотношения

К;,=my Vn1, где т — касательное напряжение сдвига, оСЧ

10

I; — длина продольной по отношению к оси удара трещины

2 h h,U

Ио

Применение данного способа, основанного на измерении скоростей движения микропотоков вещества, снимает ограничения на размер используемых образцов, что позволяет расширить номенклатуру испы20 тываемых материалов.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента интенсивности напряжений при поперечном сдвиге по остановке трещины, по которому дисковый образец нагружают с помощью ударника плоской ударной волной, определяют скорость ударника и параметры волны нагрузки и рассчитывают по ним коэффициент интенсивности напряжений, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения номенклатуры испытываемых материалов, в качестве параметров волны нагруэкйопределяют с помощью лазерного дифференциального интерферометра среднюю скорость

35 и дисперсию скоростей частиц свободной поверхности образца, а коэффициент интенсивности напряжений рассчитывают по формуле р Ср V 2h AU)pg

40 Х 4 Р где h — толщина ударника;

V — средняя скорость частиц материала образца;

45 р — плотность материала образца;

Cp — скорость пластической волны в материале образца;

0о — скорость ударника;

A U — дисперсия скоростей частиц.