Способ определения коэффициента вязкости материала

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ МАТЕРИАЛА, по которому образцы исп 1туемого материала подвергают нагружению с различными скоростями приложения нагрузки, измеряют усилия и скорости деформирования образца, по которым рассчитывают коэффициент вязкости, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых скоростей деформирования, нагружение осуществляют/ударным внедрением в образец с плоской рабочей частью стержня с коническим наконечником с помощью датчика, установленного в коническом наконечнике, фиксируют время внедрения наконечника в образец на заданную глубину, по которому определяют скорость деформирования, а с помощью второго датчика, установленного в стержне, определяют усилие внедрения , соответствующее моменту внедрения на заданную глубину. (Л 4 О5 сд 1

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1146577 A

09) (11) 4(Я) 001N 330

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3586360/25-28 (22) 26.04.83. (46) 23.03.85. Бюл. № 11 (72) Г. В. Степанов и А. П. Ващенко (71) Институт проблем прочности АН Украинской ССР (53), 620.171.2 (088.8) (56) l. Степанов Г. В. Упругопластическое деформирование материалов под действием импульсных нагрузок. Киев.

«Наукова думка», 1979, с. 130 — 133. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ МАТЕРИАЛА, по которому образцы испытуемого материала подвергают нагружению с различными скоростями приложения нагрузки, измеряют усилия и скорости деформирования образца, по которым рассчитывают коэффициент вязкости, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых скоростей деформирования, нагружение осуществляют ударным внедрением в образец с плоской рабочей частью стержня с коничес ки м н ако неч ни ком с помощью датчика, установленного в коническом наконечнике, фиксируют время внедрения наконечника в образец на заданную глубину, по которому определяют скорость деформирования, а с помощью второго датчика, установленного в стержне, определяют усилие внедрен и я, соответствующее моменту внедрени я на заданную глубину.

1146577

При определении коэффициента вязкости материала путем внедрения конического наконечника в исследуемый образец используется эффект роста сопротивления внедрению наконечника на одинаковую глубину, связанного с неоднородной деформацией материала образца у вершины конусного наконечника при увеличении скорости внедрения, что устраняет ограничение верхнего предела скорости деформации, связанное с требованием к однородности напряженнодеформированного состояния в рабочей час ц образца при квазистатических испытаниях и тем самым расширяет диапазон исследуемых скоростей деформации.

50

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, а именно к способам определения коэффициента вязкости при динамических испытаниях материалов.

Известен способ определения коэффициента вязкости материала, по которому образцы испытуемого материала подвергают нагружению с различными скоростями приложения нагрузки, измеряют усилия и скорости деформ ирова ния. образца, по которым рассчитывают коэффициент вязкости. 10

Коэффициент вязкости материалов в данном способе определяют по результатам квазистатических испытаний образцов на растяжение, сжатие, сдвиг, с регистрацией диаграммы нагрузка — деформация в диапазоне скоростей деформации до 5 ° 10 с 11).

Известный способ не позволяет определять коэффициент вязкости материала при более высоких скоростях деформирования с необходимой точностью, так как при скоростях )5 10"с происходит нарушение однородности напряженно-деформированного состояния материала в рабочей части образца, связанное с влиянием волновых процессов в обра зце и элементах н агружающего устройства..

Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых скоростей деформирования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента вязкости материала, по которому образцы испытуемого материала подвергают нагружению с различными скоростями приложения нагрузки, измеряют усилие и скорости деформирования образца, по которым рассчитывают коэффициент вязкости, нагружение осуществляют ударным внедрением в обра-зец с плоской рабочей частью стержня с коническим наконечником с помощью датчика, установленного в коническом наконечнике, фиксируют время внедрения наконечника в образец на заданную глубину, по которому определяют скорость деформирования, а с 40 помощью второго датчика, установленного в стержне, определяют усилие внедрения, соответствующее моменту внедрения на заданную глубину.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 — стержень с коническим наконечником. Устройство содержит ствол 1 баллистической установки, служащий для разгона образца 2 исследуембго материала с плоской рабочей поверхностью, выполненного в виде стакана, стержень 3 с коническим наконечникомм 4, закрепленн ый неподвиж но к стволу

1 с помощью опорного диска 5, шпилек

6 и фланца 7 по ходу движения образца 2 исследуемого материала. Устройство содержит два датчика 8 и 9, один из которых выполнен электроконтактным, установлен в коническом наконечнике 4 на заданном расстоянии h от его вершины, подключен к генератору 10 импульсов, выход которого подключен к первому входу двухлучевого осциллографа 11 и предназначен для регистрации времени внедрения наконечника 4 в образец 2 на заданную глубину h, второй датчик 9 — тензометрический, установлен в стержне 3, например на его поверхндсти, подключен к второму входу двухлучевого осциллографа 11 через моетовую схему 12 и предназначен для определения усилия внедрения наконечника 4 в образец 2.

Способ осуществляется следующим образоам.

Образец 2 разгоняют по стволу 1 баллистической установки до соударения с коническим наконечником 4 неподвижного стержня 3, осуществляя тем самым нагружение образца 2 внедрением в образец 2 с плоской рабочей частью стержня 3 с коническим наконечником 4.

В результате соударения образца 2 и стержня 3 с коническим наконечником 4 стержень 3 нагружается импульсом, вызывающим его упругую деформацию, регистрируемую с помощью тензодатчика 9 и мостовой схемы 12 на экране осциллографа 11.

На второй луч осциллографа 11 поступает импульс, вырабатываемый генератором IO импульсов в момент срабатывания электроконтактного датчика 8 при внедрении наконечника 4 в образец 2 на заданную глубину h.

Испытание повторяют на аналогичном образце 2 при скорости нагружения, отличной от скорости нагружения образца 2 в первом испытании, и по полученным осциллограммам с учетом геометрических размеров конусного наконечника вычисляют средние скорости пластической деформации и средние нормальные напряжения, действую щие в поперечном сечении внедренной части наконечника 4 при внедрении в образец

2 на заданную глубину h с различными скоростями деформации, по которым определяют коэффициент вязкости материала образца по соотношению

1146577

Составитель В. Пастушин

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор Г. Решетник Заказ 1355/32 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий .! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где в и e — средние скорости пластической деформации образца 2;

oi, a2 — средние нормальные напряжения, действующие в поперечном сечении наконечника 4 при его внедрении в образец 2, соответствующие двум различным скоростям приложения нагрузки.

Предлагаемое изобретение позволяет существенно расширить диапазон исследуемых скоростей деформации в результате реа лизации плоского напряженного состояния образца в процессе внедрения в него конического индентора.