Образец для оценки циклической трещиностойкости материалов

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств конструкционных материалов, сварных и паяных соединений и может найти применение в научно-исследовательских и проектных организациях, занимающихся разработкой новых материалов и конструкций.Цель изобретения. - расширение функциональных возможностей образца за счет обеспечения при испытании разрушения нормальным отрывом и поперечным сдвигом.На чертеяе показан предлагаемый образец и схема его нагружения, общий вид.Образец выполнен в виде диска 1. На одной его плоской поверхности 2 выполнен кольцевой надрез 3 диаметром Рц и глубиной Й. На противоположной поверхности 4 расположен соосно другой кольцевой надрез 5 диаметром В и глубиной Ь. Образец изготавливается путеммеханической обработки, Надрезы выполняются с помощью специального профилированного резца.Условие различия диаметров надрезов Р и О не более, чем на 26, необходимо для обеспечения развития усталостной трещины по траектории под угломне более 45 . Именно в этой зоне образца реализуются максимальные по величине деформации растяжения и поперечного сдвига,Возможно выполнение образца составным из наружного кольца и внутреннего диска, которые соединены между собой по конусу с углом конусностио- 10-45 , при этом соединение элементов образца выполнено сваркой или пайкой.Глубину надрезов Ь следует выполнять равной 0,25 с, где т - толщина образца. Тогда даже при максимальном отличии в диаметрах надрезов, когда В = Э, + 26, .аб = 0,5 С при циклическом нагружении образца реализуется взаимодействие лбкальных полей напряжений в вершинах надрезов, обеспечивающее развитие трещины под. углом в условиях смешанного разрушения.Угол конусностив образце, выполненном составным из наружного кольца и диска, должен составлять 10-45 с целью обеспечения наиболее приемлемого соотношения между коэффициентом интенсивнссти напряжений ввершине растущей наклонной трещины.При циклическом нагружении образца вследствие взаимодействия локальных полей напряхений в вершинах надрезов. Усталостная трещина развивается по наклонной траектории от однойвершины надреза к другой. Вследствиеэтого в вершине растущей усталостнойтрещины реализуется смешанный типразрушения путем нормального отрываи поперечного сдвига.Образец для оценки циклической 15 трещиностойкости материалов при смешанном типе разрушения подготавливают следующим образом.Из листа (сталь 45) толщиной40 мм вырезают круг диаметром 300 мм.20 На одной плоской поверхности путемтокарной обработки выполняют поверхностный кольцевой надрез диаметромР = 80 мм и глубиной Ь = 10 мм. Напротивоположной поверхности соосно с 25 первым надрезом выполняют кольцевойнадрез диаметром В = 100 мм и глубиной Ь = О мм, так что предполагае-.мая траектория развития трещины составляет угол 5 = 4530 Нагружение образца осуществляютна испытательной машине уММв специальном приспособлении. Цикл изменения рабочей нагрузки - пульсирующий,от нулевой с максимальным значениемР = 450 кН. Гри смешанном типе нагружения средняя скорость роста трещины8,3 10 мм/цикл, Средняя скоростьразвития разрушения на известном образце при нормальном отрыве и тех же 40 условиях нагружения 4,2 1 О мм/цикл.Это свидетельствует о необходимостиучета составляющей сдвига.Полученные результаты представляется возможным испсльзовать для сравнительной оценки циклической трещиностойкости кон.трукционных материалов.В результате этого должно обеспечиваться повьпцение надежности прогнозных оценок работоспособности конст 50 РУцРормула изобре тения1. Образец для оценки циклическойтрещиностойкости материалов, выполненный в виде диска с кольцевым надрезом, расположенныч на одной из плоских поверхностей, центр которого совпадает с центром диска, о т л и1349934 Пвс Пн Пв + Составитель З.ХаустоваТехред Л. Олийнык Корректор М, Максимишине Редактор И. ГорнаяЗаказ 5217/12 тираж 9 осударствен лам изобрет ква, Ж,Подписного комитета СССРний и открытийушская наб, д. 4/5 ВНИИПИпо д13035, Мо зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород; ул. Проектная, 4 ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей образца за счет обеспечения прииспытании разрушения нормальным отрывом и поперечным сдвигом, на противоположной поверхности образца выполнен соосно дополнительный кольцевойнадрез, диаметр которого Э определяется соотношением где П - диаметр кольцевого надреза на поверхности образца; 0 - диаметр дополнительногокольцевого надреза на другойповерхности образца; .5б - расстояние между вершинаминадрезов по толщине2. Образец по п.1, о т л и ч а юц и й с я тем, что он выполнен сосгавным из наружного кольца и внутреннего диска, которые соединены междусобой по конусу с углом конусностиа10-45 , при этом соединение элементов образца выполнено пайкой илисваркой.