Способ определения энергии разрушения материала сдвигом

Изобретение относится к динамическим механическим испытаниям материалов, а именно к способам определения энергии разрушения материала сдвигом. 5Известен способ испытания материалов на срез, заключающийся в том, что с помощью цилиндрического ударника, разогнанного до заданной скорости, производят пробивание плоского образ-. 10 ца, имеющего симметрично расположенные на противоположных плоскостях кольцевые концентраторы напряжений и установленного на торце динамометра в виде отрубы, а с помощью тензорезис"5 торов, наклеенных на боковую поверхность трубы, регистрируют диаграмму усилие - время в процессе разрушения образца, по которой определяют прочностные свойства материала об разца и .Недостатком известного способа является невозможность определения энергии разрушения материала сдвигом. 25Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения энергии разрушения материала сдвигом; заключающийся в том, что с помощью цилиндрического ЗО ударника, разогнанного до заданной скорости, производят пробивание плоского образца с выбиванием пробки, измеряют масСы ударника и пробки, скорость выбиваемой пробки и ее геометрические размеры, по которым определяют удельную энергию разрушения материала 23 . Однако данный способ характеризу" 40 ется недостаточной точностью из-эа неучета влияния энергетических затрат ударника на кратерообраэо- ваниЕ и деформирование цилиндрического слоя образуемого в образце 45 отверстия, при определении искомой величины, а также недостаточной точностью определения площади разрушения из-за неровной поверхности срезаемой части образца. 50Цель изобретения - повыпение точкости за счет исключения влияния энергетических затрат ударника на кратерообраэование .и деформирование цилиндрического слоя образуемого в 55 торце отверстия, а также эа счет .образования гладкой поверхности сре заемой части образца, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения энергии разрушения материала сдвигом, заключающемуся в том, что с помощью цилиндрического ударника, разогнанного до заданной скорости, производят пробивание плоского образца с выбиванием пробки, измеряют массы ударника и .пробки, скорость пробки и ее геометрические размеры, по которым определяют удельную энергию разрушения материала, производят последовательное испытание двух одинаковых образцов с различной толщиной срезаемой части, каждый из которых имеет симметрично расположенные на противоположных плоскостях кольцевые концентраторы напряжений с диаметром, равным диаметру ударника, и глубиной со стороны ударника, превышающей максимально возможную глубину образуемого кратера, а удельную энергию разрушенияопределяют по формуле ф 1 а) 2 н 3(Ь -Ь, )где М суммарная масса ударника ипробки;скорости пробки;толщины срезаемой части образца;диаметр пробки. У,и 1 г -"Р "г Проведение испытаний двух одина-, ковых образцов с различной толщиной срезаемой части и имеющих указанные кольцевые, концентраторы напряжений позволяет исключить влияние энергетических затрат ударника на кратерообраэование и дефориированне цилинд рического слоя образуемого в образце отверстия при определении искомой величины, а выполнение концентратора со стороны ударника глубиной, превышающей максимально возможную глубину образуемого кратера, позволяет образовать гладкую поверхность части образца, что приводит к.повышению точности определения площади разрушения и удельной эиергии раэрушения материала. На чертеже изображена схема устройства для проведения испытаний по предлагаемому способу,где М Составитель В.ПастушинРедактор Е.Копча Техред М.Пароцай Корректор А.Тяско Заказ 2499/37 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Моска, Ж-Э 5, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная,4 3 1153Устройство содержит баллистическуюустановку (не показана) со стволом1 для разгона цилиндрического ударника 2 в направлении размещенного напути движения ударника 2 образца Э,имеющего симметрично расположенныена противоположных плоскостях кольцевые кЬнцентраторы 4 и 5 напряжений,электроконтактные датчики 6 и 7, подключенные к измерителям 8 и 9 времен-. 10ных интервалов и предназначенныедля измерения скорости движения ударника 2 и пробки 10, образуемой приразрушении образца 3, а также улавливатель 11, предназначенный для улавливания пробки 10,Способ осуществляется следующимобразом,С помощью цилиндрического ударника 2, разогнанного до заданной .скорости 1 по стволу 1 баллистической установки, производят пробиваниеплоского образца 3 с выбиванием"щобки 10, имеющего симметрично расположенные на противоположных плоскостях 2 Зкольцевые концентраторы 4 и 5 напряжений например острые), с диаметромравным диаметру ударника 2 иглубиной со стороны ударника 2, превышающей максимально возможную глуби-Збну образуемого кратера, определяемой"опо формуле (") Т,где С - скорость упругих волн в материале образца;Т - его толщина.С помощью электроконтактных датчиков 2, подключенных к измерителю 8временных интервалов и установленныхна фиксированном расстоянии в стволе 1 баллистической установки,определяют скс ость д ударника 2, ас помощью эл гроконтактиых датчиков 265 а6, расположенных на пути движения выбиваемой иэ образца 3 пробки 10 и подключенных к измерителю 9 временных интервалов, определяют скорость 71 пробки 10. С помощью улавливателя 11, расположенного на пути следования пробки и ударника, их улавливают, измеряют их суммарную массу М и геометрические размеры пробки, а именно ее диаметр 4 и толщину 11 срезаемой части. Затем испытание повторяют на таком же образце, но с большей толщинойсрезаемой части, а удельную энергию разрушения определяют по формуле- суммарная масса ударника ипробки;- скорость пробки;- толщина срезаемой частиобразца;- диаметр пробки. Проведение последовательных испытаний двух одинаковых образцов с различной толщиной срезаемой части и снабженных кольцевыми концентраторами напряжений позволяет повысить точность определения удельной энергии разрушения за счет . исключения влияния энергетических затрат ударника на кратерообразова- ние и деформирование цилиндрического слоя образуемого в образце отверстия, а также за счет образования гладкой поверхности срезаемой части образца.