Способ испытания плоского образца с краевой трещиной и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5168 801 51)4 С 01 И 3/ ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВ ОРСК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт проблем прочностиАН УССР(56) Вязкость разрушения высокопрочных материалов: Перев. с англ.М.: Металлургия, 1973, с, 47-55.(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПЛОСКОГО .ОБРАЗЦА С КРАЕВОЙ ТРЕЩИНОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ испытания плоскогообразца с краевой трещиной при определении склонности материала к разрушению, включающий нагружение образца двумя равными раскрывающимитрещину силами, противоположно направленными по одной прямой, параллельной продольной оси образца и лежащей в его плоскости, и определение зависимости скорости роста трещины от коэффициента интенсивностинапряжений, по которой судят о склонности материала к разрушению, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что,сцелью обеспечения испытаний хрупкихкерамических материалов, нагружение образца производят сжимающимисилами или циклически изменяющимисясилами; хотя бы в части цикла сжнмающими образец, прилсженными сэксцентриситетом относительно продольной оси образца противоположнокраевой трещине через упругие элементы, нагружаемне концы которыхимеют одну степень свободы по линиидействия сил, в процессе роста трещины определяют величину возникающего при нагружении момента, раскрывающего трещину, а податливость приизгибе упругих элементов и расстояние от упругих элементов до продольной оси образца выбирают из условияневозрастания коэффициента интенсивности напряжений с ростом длинытрещины.2. Устройство для испытания плоского образца с краевой трещинойпри определении склонности материала к разрушению, содержащее подвижную и неподвижную траверсы и захваты образца, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что оно снабжено двумя одинаковыми нагружающими балками, параллельными траверсам и соединенными сними с помощью соосных упругихэлементов, перпендикулярных траверсам, а захваты закреплены на нагружающих балках, один в .непосредствен-но, а другой - с помощью двух динамометрических пластин, которые ус-.тановлены перпендикулярно нагружающим балкам, 118516 ЯИзобретение относится кисследованию прочностных свойств материалов, а именно к способам и устройствам для испытания плоских образцов с краевой трещиной при определении 5 склонности материала к разрушению.Целью изобретения является обеспечение испытаний хрупких керамических материалов.На чертеже изображено устройство для испытания.Устройство содержит станину 1, подвижную траверсу 2 и неподвижную траверсу 3, которые соединены через соосные упругие элементы 4 и 5, перпендикулярные траверсам 2 и 3, с двумя одинаковыми нагружающими балками 6 и 7, параллельными траверсам. Захват 8 закреплен непосредственно на нагружающей балке 6, а захват 9 закреплен на нагружающей балке 7 с помощью двух динамометрических пластин 10 и 11, перпендикулярных нагружающим балкам 6 и 7.Способ испытания с помощью описанного устройства осуществляют следующим образом.Плоский образец 12 с краевой трещиной 13 для определения склонности материала к разрушению уста навливают в захватах 8 и 9. Податливость.при изгибе упругих элементов 4 и 5 и расстояние от упругих элементов 4 и 5 до продольной оси образца 12 выбирают расчетным путем З 5 из условия невозрастания коэффициента интенсивности напряжений с ростом длины трещины 13.Нагружение образца 12 осуществляют двумя равными силами, проти воположно направленными по одной прямой. Это достигается перемещением подвижной траверсы 2. Нагружение осуществляют сжатием или циклически изменяющимися силами, хотя бы в 45 части цикла сжимающими образец; Нагружаемые концы упругих элементов 4 и 5 имеют одну степень свободы по линии действия сил.При сближении траверс 2 и 3 усилия передаются через упругие элементы 4 и 5, балки 6 и 7, динамометрические пластины 10 и 11 и захваты 8 и 9 на образец, вызывая сжатие и изгиб образца в его плоскости. При увеличении нагрузки действующие на образец силы раскрывают трещину и ее длина увеличивается.В процессе испытания определяют величину возникающего при нагружении момента и длину трещины. Затем расчетом по известным формулам определяют зависимость скорости роста трещины от коэффициента интенсивности напряжений и по ней судят о склонности материала к разрушению,При испытании образцов разных размеров и из различных материалов нагружающие балки 6 и 7 выполняют различной длины, а упругие элементы 4 и 5 - с различной податливостью при изгибе. Для этой цели нагружающие балки могут быть выполнены составными с различным расположением динамометрических пластин 10 и 11, а упругие элементы - сменными. Это дает возможность осуществить контролируемое нагружение образца, вызывающее скорость роста трещины в заданных пределах.При испытании хрупких керамических материалов, характеризующихся малой вязкостью разрушения и небольшим диапазоном коэффициентов интенсивности напряжений, в котором происходит медленный рост трещины, передача усилий через упругие элементы и нагружающие балки обеспечивает устойчивое медленное развитие трещины.1185168 минКор ставитель М. Кухред О.Неце тор Л. Бескид. ндур едакт Тираж 896Государственнелам изобретесква, Ж, Р ал ППП "Патент г. Ужгород, ул. Проектная,4 Заказ 6354/37 ВНИИП п 113035, о комит й и отк шская н одписноеа СССРтий, д. 4/