Способ прогнозирования разрушающих напряжений хрупких и квазихрупких материалов

(51) 4 С 01 И 3 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВ АВТОРСКОМУ СВИ Бюл. У 36математики механики амедов трещин;. - Л.: 4"15,АНИЯ РАЗРУШАИ КВАЗИХРУПОВение относится ике и может бы ценки работосп при эксплуата пытапольостиС цекьсо ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Иэобреттельной технзовано для оконструкцийлью упрощения определения разрушающих нагрузок материалов, в разгруженном состоянии у элемента конструкции со сквозной трещиной измеряют минимальную ширину Й трещины у ее вершины и длину Ь трещины. Затем нагружают элемент конструкции и определяют вид напряженного состояния взоне трещины. Разрушающие напряженияопределяют с учетом размеров й и Ьи вида напряженного. состояния: нормальный отрыв, поперечный-сдвиг илипродольный сдвиг. Это позволяет прогнозировать разрушающие напряжениябеэ дополнительного определения коэффициента вязкости разрушения.ВНИИПИ Заказ 4429/47 Тираж 776 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 13Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для оценки работоспособности конструкций при эксплуатации.Цель изобретения - упрощение определения разрушающих нагрузок материаловв.Способ осуществляют следующим образом,Исследованию подвергают элемент конструкции из хрупкого или квази" хрупкого материала, который характеризуется 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 превьппать предел упругости материала. В этой ситуации материал характеризуется как квазихрупкий. В раз груженном состоянии элемента конструкции со сквозной трещиной измеряют минимальную ширину Й трещины у ее вершины и длину Ь 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 Й трещины, ее длины Ь и вида напряженного состояния по расчетным формулам Еа- для напряженного 21+1 Ц а+Ь)состояния нормального отрыва;ЕаЬ1+ - +Ь/я для напряженногосостояния поперечного сдвига; Еа21+% Г +Ь/2) - для напряженногосостояния продольного сдвига,41529 2где Е и- модуль упругости и коэффициент Пуассона соответственно.П р и м е р. Испытывали пластинус центральной сквозной трещиной из 5материала Н 36, для которого Е=2,.10 МПа и=0,29, Длина пластины700 мм, ширина пластины 250 мм, толщина пластины 0,43 мм, длина Ь сквоэ"ной трещины 79 мм, минимальная ширина 3 трещины у вершины 0,40 мм. Испытания проводили при нормальном от"рыве. Экспериментальное значение разрушающего напряжения составило417 МПа, а прогноэируемое значениепо предложенной формуле составило388 МПа. Получено удовлетворитель"ное совпадение.Результаты испытания сравнивалисьс результатами, полученными по известному способу с использованием коэффициента К, вязкости разрушения.Вязкость разрушения составила К =Чй З 1 г1 С=597,19,8 1 О Н/м , а прогнозируе мое разгружающее напряжение составило 526 МПа. Таким образом, предлагаемый способ прогнозирования дает результат, удовлетворительно совпадающий с экспериментом, в то же времяэтот результат получен значительнопроще без дополнительного определения коэффициента К вязкости разрушения,Формула изобретения35 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения определения разрушающих нагрузок матери алов, дополнительно измеряют минимальную ширину трещины у ее вершины при разгруженном состоянии элемента конструкции, нагружают элемент конструкции и определяют вид напряженно го состояния в зоне трещины, а разрушающие напряжения определяют с учетом ширины трещины и вида напряженного состояния.