Способ определения коэффициента вязкости материала

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ 56) 1. Степанов Г,кое деформированиеействием импульсныхНаукова думка, 1979,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт проблем прочности АН Украинской ССР(54) (57) С ПО СОБ ОП РЕДЕЛ ЕНИ Я КОЭФ ФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ МАТЕРИАЛА, по которому образцы испытуемого материала подвергают нагружению с различными,.83 1146577 А 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 внедрения, соответствующее моменту внедрения на заданную глубину.При определении коэффициента вязкости материала путем внедрения конического наконечника в исследуемый образец используется эффект роста сопротивления внедрению наконечника на одинаковую глубину, связанного с неоднородной деформациейматериала образца у вершины конусногонаконечника при увеличении скорости внедрения, что устраняет ограничение верхнего предела скорости деформации, связанное с требованием к однородности напряженно- деформированного состояния в рабочей часц образца при квазистатических испытаниях и тем самым расширяет диапазон исследуемых скоростей деформации. 45 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 деформирования, 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 25 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 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 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 слоской 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 кото. рых выполнен электроконтактным, установлен в коническом наконечнике 4 на заданном расстоянии Ь 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 1, 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 тензолатчика 9 и мостовой схемы 12 на экране осциллографа 11. На второй луч осциллографа 11 поступает импульс, вырабатываемый генераторомО импульсов в момент срабатывания электро- контактного датчика 8 при внедрении наконечника 4 в образец 2 на заданную глубину Ь.Испытание повторяют на аналогичном образце 2 при скорости нагружения, отличной от скорости нагруженияобразца 2 в первом испытании, и по полученным осциллограммам с учетом геометрических размеров конусного наконечникавычисляют средние скорости пластической деформации и средние нормальные напряжения, действую шие в поперечном сечении внедреной части наконечника 4 при внедрении в образец 2 на заданную глубину Ь с различными скоростями деформации, по которым определяют коэффициент вязкости материала образца по соотношению1146577 Составитель В. ПТехред И. ВересТираж 897 туши ник Редактор С. ПатрЗаказ 1355/32ВН дарственного комИзобретений и оЖ - 35, Раушскат, г. Ужгород,.113 илиалгде в 1 и в 2 - средние скорости пластическойдеформации образца 2;о, о - средние нормальные напряжения, действующие в поперечном сечении наконечника 4 при его внедрении в образец 2, соответшева ИИПИ Госу по делам 5, Москва,ППП Патествующие двум различным скоростям приложения нагрузки,Предлагаемое изобретение позволяет существенно расширить диапазон исследуемых скоростей деформации в результате реа-лизации плоского напряженного состоянияобразца в процессе внедрения в него конического индентора. Корректор Г. РешПодписноеитета СССРткрытийя наб., д. 4/5ул. Проектная, 4