Способ усталостных испытаний материалов конструкций

 

Изобретение относится к механическим испытаниям, к способам усталоетных испытаний на высоких частотах нзгружения. Цель изобретения - повышение достоверности при испытании оболочечных конструкций из композиционных материалов за счет снижения погрешностей, связанных с разбросом свойств конструкции и образцов. Пояса, вырезанные из цилиндрической оболочки с одинаковым отношением толщины к радиусу, подвергают импульсу давления по внутренней цилиндрической поверхности поясов. Различие частот нагружения обеспечивают нагруженном поясов разных радиусов , а различие уровней нагружения обеспечивают различием Мощности используемых для нагружения зарядов взрывчатого вещества. Определяют при разных частотах нагружения зависимости долговечности от уровня нагружения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4857368/28 (22) 06.08.90 (46) 23.02.93. Бюл. Ь 7 (72) 3.Г.Алпаидзе, Л.Г.Мойсеенко и Г,В.Сулаквелидзе (56). Кузьменко В,А. Усталостные испытания на высоких частотах нагружения. К:Наукова думка, 1979. с.121-141. (54) СПОСОБ УСТАЛОСТНЫХ ИСП61ТАНИЙ

МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к.механическим испытаниям, к способам усталостных испытаний на высоких частотах нагружения.

Цель изобретения — повышение достоверности при испытании оболочечных констИзобретение относится к области механических испытаний, к способам усталостных испытаний на высоких частотах нагружения. Известны способы испытания на высоких частотах нагружения, заключающиеся. в.том, что испытывают образцы при различных частотах н гружения и определяют изменение предега выносливости в зависимости от час-:оты нагружения.

Недостатком таких испытаний является их низкая информативность, поскольку они не предусматривают определение зависимостей кривых долговечности от уровня напряжений.

Наиболее близким к заявленному является способ испытания стальных образцов, . при которых образцы нагружались на различных собственных частотах при различных уровнях напряжения и определялись зависимости долговечности от уровня на„„53J 1796984 А1 (st)s G 01 N 3/32 рукций из композиционных материалов за счет снижения погрешностей, связанных с разбросом свойств конструкции и образцов.

Пояса, вырезанные из цилиндрической оболочки с одинаковым отношением толщины к радиусу; подвергают импульсу давления по внутренней цилиндрической поверхности поясов. Различие частот нагружения обеспечивают нагружением поясов разных радиусов, э различие уровней нагружения обеспечивают различием мощности йспользуемых для нагружения зарядов взрывчатого вещества, Определяют при разных частотах нагружения зависимости долговечности от уровня нагружения. 2 ил. пряжения при различных частотах колебаний. ° евай

Недостатком прототипа является его низкая достоверность при определении уста- О лостных характеристик материала композиционных оболочек, поскольку характеристики композиционных материалов в составе оболочки и плоского образца различаются суще- 00 ственно вследствие невозможности фь изготовления по одной технологии оболо-чечной конструкции и образца из композиционного материала, . Целью способа является повышение достоверности при испытании оболочечных конструкций из композиционных материалов за счет снижения погрешностей, связанных с разбросом свойств конструкции и образцов.

На фиг. 1 показана схема устройства для реализации способа: на фиг. 2 — схема нагружения образца.

1796984

3 для реализации способа со- жения появляется возможность определеустроиство для р держит средства одве подвески (на иллюстрации ния зависимости кривых долговечности или не показаны)образца!в виде пояса цилин- иных характеристик усталости (например. дрической оболочки, нагружатель импуль- развития пластической деформации, плосом давления в виде заряда 2 взрывчатого 5 щади петли гистереэиса, характеристик девещества со средствами 3 инерциации заря- мпфирования и др.) от частоты нагружения. да, средства 4 регистрации деформирова- Нагружению подвергались образцы из ния во времени образца I, связанные с стеклопластика (ППН+ЭДТ-10) радиусом б, блоком 5синхронизации, которыйсвяэансо 12, 24 и 50 см при отношении толщины к средствами 3 инициации заряда.. Блок .5 10 радиусу 1/50, В результате нагружения чассвяэаны с командным органом (пультом), с тоты нагруженйя составили соответственно: которого подается команда на и е ся команда на подрыв эа- " .. 88. 44, 21 и 10 кГц, Результатом нагружения ряда и регистраци

2 страции движения стенки были зависимости усталостных характериобраэца б 1, . стик от частоты нагружения, При нагружеСпособ реализуется следующим обра- "5 нии до разрушения одним импульсом предельные деформацион н ые ха рактеризом. 3 7 ) 4

Из цилиндрических оболочек разных стики составили соответственно ",7, 2,, 2,3 радиусов содинаковымотношениемтолщи- и 2,2%. При нагружении в среднем 10.цику изготавливают пояса (кольца).: лами предельные характеристики состави2,,2,1,20 1,9 . П и

Полученные пояса представляют собой об- 20 ли соответственно,З...,,, /,. ри раэцы-кольца для нагружения импульсами нагружениибольшимчисломциклов(поряд-: вн т еннего давления. Образцы подвеши- ка 100) был обнаружен эффект смещения . вают и.помещают в геометрический центр. максимальной предельной характеристиобразца шаровой заряд 2 взрывчатого ве- . . ки от частоты 88 к 44 кГц, связанный, щества. Размеры заряда подбирают из ус- 25 по-видимому, с разогревом материала и. ловия на внутренней цилиндрической температурном.снижении предельных хаповерхности образца I требуемого импуль- рактеристик в зоне максимальной конструкса давления, что при известности свойств цииусталостной поврежденности. используемого взрывчатого вещества яв- Таким образом, заявленный способ поляется известной задачей, решение кото- 0 зволяет получить зависимость усталостных рои широко изв око известно в области физики кривыхот частоты нагружения. Поскольку в взрыва. В момент взрыва блок 5 синхрони- заявленном способе нагружению подверга-. зации включает средства 4 регистрации.де- ют замкнутые кольцевые образцы, то их фиформировзния во. времени.. Изменением зико-механические характеристики можно мощности заряда 2 изменяют уровень на- З5 приблизить к характеристикам оболочечпряженного состояния. Нагружением об- ной конструкции с погрешностью порядка раэцов различного радиуса обеспечивают 5-10 /,, а плоские образцы не позволяют колебание образцов разного радиуса с раз- приблизить усталостные свойства композиличными частотами, Использование образ- . ционного слоистого материала лучше, чем с цов с одинаковым отношением толщины к 40 погрешн6стью 40-50%, предлагаемый спорадиусу обеспечивают подобие напряжен- соб. позволяет получить более достоверные ного состояния во всех образцах, что поэзо- (отличающиеся с погрешностью в 5-10 раз ляет привести все полученные усталостные меньшей от характеристик оболочечной конкривые кодному виду напряженногососто- . струкции) усталостные характеристики, чем яния, В результате нагружения образцов 45 прототип, т.е. существенно повысить досторазного радиуса при разных уровнях напря- верность определяемых характеристик. !

Формула изобретения при испытании оболоченных конструкций

С1тособ усталостных испытаний матери- иэ композитных материалов эа счет снижеалов конструкций, заключающийся в том, ния погрешностей. связанных с разбросом что в образцах материала возбуждают коле- свойств образцов и конструкции, использубзния нз собственнйх частотах и определя- ют образцы в виде колец разных радиусов с ют зависимость долговечности от. уровня одинаковым отношением их толщины и ранапряжения при разных частотах колебв- диуса. а возбуждение колебаний осуществний.покоторойсудятобусталостнойхарак- . ляют путем приложен я к внутренним теристике конструкции, отличающийся поверхностям соответствующих колец имтем, что, с целью повышения достоверности пульсов давления разной величины..1796984

Составйтель Г. Сулаквелидзе

ТехРед M,ÌîÐãåíòàë. КоРРектоР H. Ревская

Редактор Т. Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 647 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэооретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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