Устройство для определения динамической прочности материалов

ЕТЕ ЬСТВУ ЭВааВ дествянный номитвт ссс Ам изОБретений и отнПИСАНИЕ ИЗ втювьм свинтил(56) 1. Авторское свидетельство. СССР В 72684 кл. 6 01 М 3/30, 19472. Финкель В.М., Муравин Г.Б., Лезвинская Л.М. Исследование плотности потока энергии при распространении трещины продольного сдвига.- "Дефектоскопия", АН СССР, 1980, В 7, с. 14, рис, 3 (прототип). (54 Ц 57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ.- НИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее средства ударно021988 А го нагружения испытываемого образца и аппаратуру для измерения параметров акустической эмиссии, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения удельной.поверхностной энергии хрупкого материала, например бетона, при нагружении образца под действием взрыва в его внутренней полости, оно снабжено цилиндрическим экраном для размещения внутри него образца, установленными на внутренней поверхности экрана пьезоэлект-рическими преобразсвателями силыудара и аппаратурой для регистрации сигналов пьезоэлектрических преоб- разователейИзобретение относится к исследо-, ванию прочностных свойств материалов, в частности к устройствам для определения динамической прочности бетона, горных пород и подобных материалов,Известно устройство для опредедения динамической прочности материалов, в частности горных пород, содержащее средство динамического воздействия на испытуемый образец,10 поедставляющее собой кумулятивйый заряд. Крепкость горной породы определяют по величине образовавшейся при взрыве кумулятивного заряда воронки 1 3. 15Недостатком устройства является сложность проведения динамических испытаний при использовании кумулятивных зарядов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения динамической прочности материалов, содержащее средство ударного нагружения испытываемого образца и аппаратуру для измерения параметров акусти 25 ческой эмиссии.Образование трещины при ударном воздействии на образец происходит под действием импульсного электро- гидравлического силовозбудителя. О величине энергии, пошедшей на раз-.рушение образца, судят по параметрам акустической эмиссии, излучаемой при проращивании трещины в образце под действием ударной нагруз- З 5 ки Г 2 3.Однако известное устройство имеет недостаточную точность определения энергии разрушения, в частностиудельной поверхностной энергии хрупкого материала, вызванную тем, что не учитывается часть энергии, идущая на сообщение кускам разрушенного образца кинетической энергии, Вособенности этот недостаток проявляется при нагружении образца взрывомв его внутренней полости,Пелью изобретения является повышение точности определения удельнойповерхностной энергии хрупкого материала, например бетона, при наг 5ружении образца под действием взрыва в его внутренней полости.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство снабжено цилиндрическим экраном для размещениявнутри него образца, установленнымина внутренней поверхности экранапьезоэлектрическими преобразователями силы удара и аппаратурой для регистрации сигналов .пьезоэлектрических преобРазователей,На чертеже изображено предлагаемое устройство.устройство содержит средства удар-,ного нагружения, выполненные, в 65частности, в виде коаксиальногоэлектрода 1, опущенного в заполненную жидкостью 2 полость 3 испытуемого ,кубического образца 4 и подключаемого к электроду источника 5 импульсной электрической энергии (батареяконденсаторов 1, аппаратуру б для регистрации параметров акустическойэмиссии, подключенную к пьезопреобразователям 7 акустического воздействия, цилиндрический экран 8, навнутренней поверхности которого размещены пьезопреобразователи 9 силы,подключенные к аппаратуре 10 дляизмерения сигналов этих преобразователей. Пьезопреобразователь 7 акустического воздействия подключен каппаратуре б через селективный микровольтметр 11, выделяющий узкую полосу частот (1,25 - 0,001 мГц), соответствующую шумам, возникающим придеформации образца и образованиитрещин,Устройство работает следующим образом.Образец 4 (куб размером 200 х 200 хх 200 мм) с центральной цилиндрической полостью 3 диаметром 20 мм иглубиной 100 мм, заполненной жидкостью 2, устанавливается в центре экрана 8. Внутрь полости вводится коаксиальный электрод 1. На концеэлектрода 1 имеется тонкая меднаяпроволочка,Для осуществления электрогидродинамического взрыва к электроду 1подключают источник 5 импульснойэлектрическо . энергии. Медная прово 4лочка служит для повышения стабильности электрического разряда, который создает в жидкости 2 ударнуюволну, разрушающую образец 4. Энергия взрыва регулируется числом и нап.ряжением заряда конденсаторов источника 5.После разрушения образца измеряют площадь вскрывшейся поверхности, няют гранулометоический способ,а длябольших кусков - планиметрическийспособ определения площади поверхностиКроме того, определяют с помощьюпьезопреобразователей 9 силы ударов,которые предварительно протарированы методом Гопкинсона, кинетическуюэнергию разлетающихся кусков образца, Сигналы пьезопреобразователейрегистрируются осциллографом.Измерение акустической эмиссии(АЭ) осуществляется пьезопреобраэователем 7 акустического воздействияс резонансной частотой Хрз = 1,25 мГц,подключенным к аппаратуре б через.селективный,микровольтметр 11Аппаратура б запускается сигналом пьезопреобразователя 7.1021988 икмм" -1Составитель В. ФиногеновРедактор Н. Лазаренко Техред О,Неце Корректор А.Ильин Заказ 4027/33 . Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф Энергия взрыва Рз , расходуемая на разрушение, складывается извюр,затрат на образование свободной поверхности 1 Ьов 5 вов гз, и перемещение образовавшихся кусков где 8 , - площадь вскрывшейся пои эверхности;узе- удельная эективнаяповерхностная энергия,А, п - амплитуда и число ударовкусков образца о пьеэо- л преобразователи 9 силыударов.Таким образом эможно определить следующим образомв3 эеновПредлагаемое устройство для определения динамической прочности ма териалов позволяет повысить точностьопределения способности материаласопротивляться динамическому разру-,шению эа счет учета энергии, расходуемой на сообщение осколкам образ ца кинетической энергии.