Способ прогнозирования разрушающих напряжений хрупких и квазихрупких материалов
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки работоспособности конструкцийпри эксплуатации. С целью упрощения определения разрушающих нагрузок материалов, в разгруженном состоянии у элемента конструкции со сквозной трещиной измеряют минимальную ширину d трещины у ее вершины и длину L трещины. Затем нагружают элемент конструкции и определяют вид напряженного состояния в зоне трещины. Разрушающие напряжения определяют с учетом размеров d и L и вида напряженного.состояния: нормальный отрыв, поперечный-сдвиг или продольный сдвиг. Это позволяет прогнозировать разрушающие напряжения без дополнительного определения коэффициента вязкости разрушения. с 1C
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕа)УБЛИК
А1 (19) (11) (SD 4 G 01 N 3 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3892212/25-28 (22) 05 ° 05,85 (46) 30.09.87. Бюл. № 36 (71) Институт математики и механики
АН АЗССР (72) Г.Г.Кулиев и Э.Н.Мамедов (53) 620.178.1(088.8) (56) Слепян JI.È. Теория трещин;. — Л.:
Судостроение, 1976, с. 4-15. (54.) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗРУШАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ ХРУПКИХ И КВАЗИХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки работоспособности конструкций- при эксплуатации. С целью упрощения определения разрушающих нагрузок материалов, в разгруженном состоянии у элемента конструкции со сквозной трещиной измеряют минимальную ширину d. трещины у ее вершины и длину L трещины. Затем нагружают элемент конструкции и определяют вид напряженного состояния в зоне трещины. Разрушающие напряжения определяют с учетом размеров d и Ь и вида напряженного. состояния: нормальный отрыв, поперечный-сдвиг или продольный сдвиг. Это позволяет прогнозировать разрушающие напряжения беэ дополнительного определения коэффициента вязкости разрушения. кр
P—
«р
P = кр
ВНИИПИ Заказ 4429/47 Тираж 776
Подписное
Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
1 13
Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для оценки работоспособности конструкций при эксплуатации.
Цель изобретения — упрощение определения разрушающих нагрузок материало в.
Способ осуществляют следующим образом.
Исследованию подвергают элемент конструкции из хрупкого или квазихрупкого материала, который характе ризуется тем, что разрушение происходит хрупко, а в зоне трещины, кроме области у вершины, материал деформируется упруго. Особенности деформирования у вершины связаны высокими локальными напряжениями, которые могут превышать предел упругости материала. В этой ситуации материал характеризуется как квазихрупкий. В раз груженном состоянии элемента конструкции со сквозной трещиной измеряют минимальную ширину d трещины у ее вершины и длину L трещины.
Затем нагружают элемент конструкции и определяют вид напряженного состояния в зоне трещины. Для этого могут быть использованы тензометрические методы, метод оптических покрытий, моделирование и др, Разрушающие напряжения существенно зависят от вида напряженного состояния: нормальный отрыв, поперечный сдвиг или продольный сдвиг. Разрушающие напряжения определяют с учетом ширины d трещины, ее длины I. и вида напряженного состояния по расчетным формулам
Еа
«т- — т-т- — — для напряженного
211+1)7a+L) состояния нормального отрыва;
ЕаТ
«47 1+ - +у2) для напряженного состояния поперечного сдвига;
Еа
1+ (- + /2- для напряженного состояния продольного сдвига, 41529 2 где Е и 4 — модуль упругости и коэффициент Пуассона соответственно.
Пример. Испытывали пластину
5 с центральной сквозной трещиной из материала Н36, для которого Е=2... . ° .10 МПа и =-0,29, Длина пластины
700 мм, ширина пластины 250 мм, толщина пластины 0,43 мм, длина L сквозной трещины 79 мм, минимальная ширина 3 трещины у вершины 0,40 мм. Испытания проводили при нормальном отрыве. Экспериментальное значение разрушающего напряжения составило
417 МПа, а прогноэируемое значение по предложенной формуле составило
388 МПа. Получено удовлетворитель" ное совпадение.
Результаты испытания сравнивались с результатами, полученными по известному способу с использованием коэффициента К, вязкости разрушения.
Вязкость разрушения составила К = а
1С
=597,1 9,8 10 Н/м, а прогнозируе25 мое разгружающее напряжение составило 52б MIa. Таким образом, предлагаемый способ прогнозирования дает результат, удовлетворительно совпадающий с экспериментом, в то же время этот результат получен значительно проще без дополнительного определения коэффициента К„ вязкости разрушения, Формула изобретения
Способ прогнозирования разрушаю-. щих напряжений хрупких и квазихрупких материалов в составе элементов конструкций, по которому измеряют длину сквозной трещины в материале и с ее учетом определяют разрушающие напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения определения разрушающих нагрузок матери45 алов, дополнительно измеряют минимальную ширину трещины у ее вершины при разгруженном состоянии элемента конструкции, нагружают элемент конструкции и определяют вид напряженно50 ro состояния в зоне трещины, а разрушающие напряжения определяют с учетом ширины трещины и вида напряженного состояния.
