Способ определения вязкости разрушения материала в высотном направлении
О Л И С А Н И Е «»752I58
ИЗОБРЕТЕН И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 541108 (22) Заявлено 26.12.77 (21) 2558808)18-25,5i) Ч.Кл.з G 01 N11/00 с присоединением заявки— (23) Приоритет—
Государственный комитет по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень №28 (53) УДК 532.13 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Автор изобретения
П. Д. Афанасьев
Львовский ордена Ленина политехнический институт (71 Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ
РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛА В ВЫСОТНОМ
НАПРАВЛЕНИИ
Pq Y
t.b -
Изобретение относится к способам испытаний конструхционных материалов, применяемых в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности, и, в частности, к способу определения вязкости разрушения материала в высотном направлении путем статического нагружения, .и является усовершенствованием известного способа, описанного в авторском свидетельстве № 541108.
Из основного авт. св. № 541108 известен способ определения вязкости разрушения материала в высотном направлении путем статического нагружения образца с надрезом и наведенной из его вершины усталостной трещиной до появления начала разрушения и определения величины нагрузки.
Этот способ отличается тем, что с целью обеспечения возможности проведения испытаний изделий с толщиной, недостаточной для вырезки образца, надрез на нем наносят на плоскость перпендикулярно плоскости, для которой определяют вязкость разрушения. При этом за начало разрушения принимают начало появления расследований, и о вязкости разрушения материалов в высотном направлении судят по соотношению где Pq — нагрузка, соответствующая началу появления расслоения;
У вЂ” тарировочный коэффициент;
t — толщина образца;
5 b — ширина образца; — коэффициент Пуассона.
Однако этот способ, несмотря на преи мущества при испытании образцов изделий небольшой толщины, имеет тот недостаток, 1î что точно и качественно установить момент начала разрушения (начала появления расслоения) регистрацией изменения величины нагрузки при любой степени автоматизации не представляется возможным. Это объяс15 няется слабой структурной чувствительностью механических сил, противодействуюих непрерывно возрастающим растягивающим нагрузкам испытательной машины.
Следовательно, Pq определяется со значи2О тельной погрешностью, что сказывается на точности вычисления К;„т. е. характеристики вязкости разрушения материала в высотном направлении.
Целью дополнительного изобретения яв25 ляется повышенпе точности определения вязкости разрушения материала в высотном направлении путем более точного и качественного установления начала разрушения и соответствующей этому моменту нагрузки при испытании образца.
752158
Указанная цель достигается тем, что дополнительно измеряют электросопротивлеI:..Io Образца одновременно с измерением нагрузки и деформации до момента начала разрушения, который определяют по моменту начала резкого увеличения электросопротивления, фиксируют величину нагрузк1и, соответствующую началу разрушения, и вязкосль определяют по соотношению: где Рд, — расчетная нагрузка начала разрушения, зафиксированная по 16 изменению электросопротпвления;
V, — тярировочный коэффициент с учетом влияния электросопротивления; 20 — коэффициент Пуассона;
t — толщина образца;
b — ширина образца.
На фиг. 1 показан характер изменения электросопротпвления R при испытании об- 25 разца для определения вязкости разрушения материала в высотном направлении; -Ia фиг. 2 — схема осуществления способа.
Кя» демонстрирует фиг. 1, начало расслоечня (нача;o разрушения) вызывает 30 резкое увеличение электросопротивления, КOTOPOC ПР1: ПОСЛ Д,1ОЩ М РЯССЛОЕНИИ 11 развитии трещин стремится к беоконечности. Точка 1 на кривой (фиг. 1) соответствует началу расслоения, принятому зя на- 35 чало разрушен1;я, вызванному нагрузкой
Pq npH сопвот11вленl! и Rq. ВО м110гих случаях вполне достаточно измерять электросопротивленсие при низком и безопасном для человека напряженип. При автоматической записи кривой электросопротйвления начало расслоения обнаруживается точно 1 без затруднений. Обычно точность повы1ияется с увеличением частоты тока до критической (определенной для каждого материала) . 45
Испытанпя можно прекращать, не доводя
Образец до полного разрушения, когда электросопротивление достигнет, например, точки B (фиг. 1), автоматически выключая испытательную машину. Этим самым эко- 60 номится электроэнергия и рабочее время оператора, который, таким образом, сможет одновременно обслуживать несколько испытательных машин.
Пр и применении для регистрации результатов испытания образцов двухкоординатного потенциометра, который одновременно фиксирует изменение электросопротивления
R и увеличение нагрузки Р,, весьма точно определяется нагрузка начала разрушения 60
Рц„соответствующая началу появления расслоений, так как она совпадает с Rq (т. е. с изгибом кривой). Хорош1ие результаты получаются также при фиксации нарастающей нагрузки и R по времени т. Кро- 66 ме того, способ позволяет прослс;":;ть за структурными и фазовыми превращениями, происходящими в материале в процессе испытаний.
На схеме, иллюстрируемой фиг. 2, стрелка С пакязывает высотное направление, стрелка D — долевое направление, F— плоскость исходной усталостной трещины образца, Е, и E2 — контакты (силовой и потенциометрический объединенные) для измерения элехтросопротивления образца в процессе испытания под нагрузкой.
Предлагаемый способ позволяет более качественно и точно устанавливать нагрузку начала разрушения Рд„чем определяется аналогичная Pq по способу-прототипу, и, следовательно, точнее определять вязкость разрушения материала в высотном направлении К1с. Обычно способ-прототип завышает значения К ., дезориентируя конструкторов при выборе материалов по вязкости разрушения.
Пример. Образец вырезают из прессованной полосы 40><100, например, алюминиевого сплава. таким образом, чтобы плоскость надреза была перпендикулярна плоскости, в которой производили прессование и для которой требовалось определить вязкость разрушения. На образце выращивается усталостная трещина, а затем, установив контакты Е1 и Е>, его испытывают под статическим нагружен ием с одновременной регистрацией изменения электросопротивления образца и увеличения нагрузки на него, и также деформации. Определяют уточненную нагрузку Р „соответствующую началу появления расслоений, корректируют тарировочный коэффициент У, с учетом влияния электросопротивления и рассчитывают величину вязкости разрушения в высотном направлении по соотношению.
Pq... 1 „
1с
Использование предлагаемого способа позволит точно и качественно определять вязкость разрушения материала в высотном направлении за счет более точного определения нагрузки начала разрушения Pq„ что обусловлено высокой структурной чувствительностью электр осопротив лени я образца к расслоению, развитию трещины и разрушению. Это основной положительный эффект, обеспечиваемый новой совокупностью операций, выполняемых при определении вязкости разрушения. Кроме того, благодаря быстрому и точному определеншо
Pq, и возможности использовать увеличение электросопротивления для отключения машины на заданной величине расслоения при данном В не дожидаясь полного разрушения образца, достигается положительный эффект за счет экономии времени исследователей и испытательных машин, что дает
752158
К", ", —, - . 2v, / з -
5 где Р, Формула изобретения
Y
15
-г о«ог г
Состава-.с,—,к И. Плотникова
Техре; А. Кама:шникоза
Коррект:-..:.. С. Фай:.i
Редактор H. Коляда
Заказ 330/l020 143 .. о 3, 1 Тираж I033 Под.и снос
Н110 «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н -крыт..й
113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., д. 4 о
Тнп. Харьк. фнл. пред. «Патент» зкономию человеческого труда и электри:.еской энергии.
11редлагаемый способ определения вязкости разрушения материала в высотном направлении может быть использован во всех областях машиностроения.
Способ определения вязкости разрушения материала в высотном направлении IIo авт. св. № 541108, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определений, дополнительно измеряют электросопротевление образца одновременно с измерением нагрузки и деформации до момента начала разрушения, который определяют по моменту начала резкого увеличения электросопротивления, фиксируют величину нагрузки, соответствующую началу разрушения, и вязкость определяют по соотношению: расчетная нагрузка начала разрушения. зафиксированная по изменению электросопротивления; тарпровочный коэффициент с учетом влияния электросопротивления; коэффициент Пуассона; толщина образца; ширина образца.
1,сточнпк информации, IlpHHBTbIH Во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР
20 № 541108, кл. G 01 N 11/00, 1975 (прототип).
