Способ определения коэффициента восстановления путем статических нагружений

Изобретение относится к испытаниям упругопластических свойств материалов, а именно к способам определения коэффициента восстановления при сжатии тел с различной формой контактных поверхностей путем статических нагружений. Сущность: производится статическое сжатие упругих тел с любой формой контактных поверхностей с записью диаграммы зависимости сжимающей силы от деформации, на диаграмме измеряют площадь S₁ фигуры диаграммы, соответствующей полной работе сжимающей силы при нагружений, и площадь S₂ фигуры диаграммы, соответствующей работе упругой деформации на этапе разгрузки, а коэффициент восстановления определяют по формуле . Технический результат: возможность с высокой точностью определять коэффициент восстановления при сжатии тел с различной формой поверхностей контактной зоны. 1 ил.

 

Изобретение относится к испытаниям для определения упругопластических свойств материалов, а именно: к способам определения коэффициента восстановления при сжатии тел с различной формой контактных поверхностей путем статических нагружений.

Целью изобретения является повышение точности определения коэффициента восстановления при сжатии тел с любой формой контактных поверхностей.

При использовании известного способа определения считают, что коэффициент восстановления определяется как корень квадратный из отношения энергии упругой местной деформации W₁ к энергии полной местной деформации W₂

При сжатии тел с малой площадью контакта местные напряжения в зоне контакта достигают значительных величин и могут превысить предел упругости. При этом имеет место пластическая деформация, на которую тратится энергия, и поэтому величина k≤1.

Предлагается сжимать образец статической нагрузкой и при этом записывать диаграмму зависимости силы от деформации. Такое испытание можно производить с образцами с любой формой контактных поверхностей. Пример такой диаграммы представлен на фиг. 1 [1]. Диаграмма получена при сжатии в радиальном направлении деревянного елового образца диаметром 15 см и длиной 50 см. Сжатие производилось стальной пластиной шириной 11 см при величине максимальной деформации 6,2 мм и максимальной сжимающей силе 20,2 кН. При сжатии по образующей цилиндра, равной 11 см, при длине всего цилиндра 50 см, можно считать, что общая деформация цилиндра мала по сравнению с деформацией в месте контакта тел и ее величиной можно пренебречь. Тогда можно считать, что зависимость величины нагрузки от величины местной деформации соответствует диаграмме фиг. 1.

Линия АВ на диаграмме соответствует фазе нагружения, линия ВС соответствует фазе разгружения. Площадь фигуры ABD диаграммы S₁ соответствует полной работе сжимающей силы при нагружений. Площадь фигуры BCD диаграммы S₂ соответствует работе упругой деформации на этапе разгрузки. Соотношение между работой деформации и площадью диаграммы определяется масштабом диаграммы и зависит от конструкции испытательной машины. Коэффициент восстановления можно определить по формуле

Для приведенного примера вычислен коэффициент восстановления k=0,55.

Предлагаемый способ позволяет с высокой точностью определять коэффициент восстановления при сжатии тел с различной формой поверхностей контактной зоны, что важно при проектировании дереворежущего оборудования, разработки условий перевозки и хранения бревен в лесопромышленных комплексах.

Предлагаемый способ применим и будет использован в отрасли с 2018 г.

Литература.

1. Фурин А.И. О местных деформациях при поперечном сжатии круглого деревянного образца. «Лесосечные, лесоскладские работы и сухопутный транспорт леса», вып. IV. Межвуз. сб. науч. тр. Л., РИО ЛТА, 1975, с. 115-116.

Способ определения коэффициента восстановления при сжатии путем статических нагружений отличается тем, что производится статическое сжатие упругих тел с любой формой контактных поверхностей с записью диаграммы зависимости сжимающей силы от деформации, на диаграмме измеряют площадь S₁ фигуры диаграммы, соответствующей полной работе сжимающей силы при нагружений, и площадь S₂ фигуры диаграммы, соответствующей работе упругой деформации на этапе разгрузки, а коэффициент восстановления определяют по формуле

.