Способ определения динамической трещиностойкости материала

(и)э 6 0 ВЕЬНЫЙ КОМИТЕТТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМСССР ГОСУДЛР ПО ИЭО 6 ПРИ ГКНТ Я РЕТЕ ВУ ваИ В,Л,Войдение грунтов под грузок, - Киев; На(54) СПОСОБ ОСКОЙ ТРЕЩИЛА(57) Изобретен НАМИЧЕ МАТЕРИА я к испытательотно ПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Отделение геодинамики вэрытута геофизики им. С.И.Субботин(56) Вовк А.А. и др. ПоведействиЬм импульсных наукова думка, 1984,ПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНОСТОЙ КОСТИ Ж 1658017 А 1 нои технике, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - снижение трудоемкости создания начальной трещины и повышение точности за счет приложения нагрузки непосредственно к берегам трещины и регистрации величины начальной трещины. В образце 1 выполняют глухое отверстие 5 и заполняют жидкостью б. Создают начальную трещину ударным сжатием жидкости. Повторно заполняют отверстие жидкостью, несмешивающейся с первой или отличной по цвету, и производят разрушение образца повторным ударным сжатием жидкости, Определяют величину разрушающей нагрузки и коэффициент трещиностойкости, 1 з,п, ф-лы, 1 ил.50 55 Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.Цель изобретения - снижение трудоемкости создания начальной трещины и повышение точности эа счет приложения нагрузки непосредственно к берегам трещины и регистрации величины начальной трещины,На чертеже представлена схема установки для реализации способа,Образец 1 испытуемого материала цилиндрической или призматической формы утанавливают на основании 2 и жестком фундаменте 3 копра с падающим грузом 4 или пневмопорохового копра. Предварительно в образце выполняют центральное отверстие 5, в которое заливают определенный объем жидкости 6. В отверстие вставляют поршень 7, диаметр которого равен диаметру отверстия 5. Если при сверлении отверстия 5 края его получаются неровными или, если необходимо испытать образец листового материала, когда высота значительно меньше других линейных размеров, отверстие образца обсаживают трубкой 8, которую крепят к образцу резьбовым или клеевым соединением, Внутренний диаметр трубки 8 при этом берут равным диаметру поршня 7, При необходимости на стенки отверстия наносят кольцевой или радиальные (диаметральные) надрезы - концентраторы. Имеются прокладки 9, регулирующие скорость нагружения образца 1. Датчик 10 давлений регистрирует величину равномерно распределенного нэ берега трещины давления. Датчик 10 связан с запоминающим осциллографом 11, который запускается при замыкании контактов синхронизатора 12, Перемещение поршня регистрируется с помощью регистратора 13 перемещения,Торможение груза 4 и предотвращение удара поршня 7 по дну отверстия 5 осуществляют с помощью рамы 14,Способ осуществляется следующим образомПриготавливают контрольно-измерительную аппаратуру для регистрации давления жидкости в образце при разрушении и перемещении груза 4 с.поршнем 7. Производят сброс груза 4, движущегося по направляющим копра, который производит удар по головке поршня 7, При этом жидкость б в образце 1 сжимается и в ней возникает высокое давление, достаточное для образования начальной трещины в образце в плоскости концентратора напряжений. Размер начальной трещины регулируют 5 10 15 20 25 30 35 40 45 объемом жидкости в отверстии, Образование начальной трещины производят без измерений, Производят повторную заливку жидкости 6 в отверстие 5 в количестве, достаточном для разрушения образца 1, и сбрасывают груз 4 с высоты, необходимой для осуществления заданной скорости нэгружения образца Р, которую регулируют также количеством резиновых прокладок 9, Жидкость 6 заполняет начальную трещину и при движении груза 4 вместе с поршнем 7 вниз создает до момента полного разрушения равномерно распределенное давление Р на берега трещины, величину которого регистрируют с помощью датчика 10 давлений, промежуточного усилительного устройства и электронного запоминающего осциллографа 11, который запускается при замыкании контактов синхронизатора 12. Перемещение поршня и груза регистрируют с помощью регистратора 13 перемещения.Создание начальной трещины в образце 1 и его разрушение осуществляют различными несмешивающимися жидкостями б, например водой и керосином, Кроме того, жидкость для создания начальной трещины берут такую, что анэ сас;авляет след нэ поверхности трещины, например окрашивают воду При этом франт начальной трещины должен быть четко виден нэ поверхности материала после разрушения образца 1, поскольку ее размер входит в формулу для расчета трещинастайкасти материала.Трещинастайкасть материала К 1: определяют по формулеЫ,где Р - амплитуда осциллограммы давления;- размер (радиус или длина) начальной трещины;Г 1 - функция, значение которой зависит от пространственной ориентации и размера начальной трещиныП р и м е р. Исследуют на трещиностойкость образцы кубической формы полиметилметэкрилэта (ПММА) размером 10 х 10 х 10 см и бетонные образцы размером 20 х 20 х 20 см, Диэметр отверстия в образцах ПММА и внутренний диаметр обсадной трубки в отверстии бетонных образцов и диаметр поршня ранен 9 мм. В торце поршня вмонтирован турмалиновый датчик давления, который соединен энтивибрационным кабелем с усилителем и осциллографом, Масса груза вертикального копра в опытах с ПММА составляет 50 кг, в опытах с бетоном 10 кг. Эксперименты проводят при скорости нагружения Р = 10 Па/с. Начальная трещина в образцах создается ударным1658017 Составитель В.ЛазареваТехред М.Моргентал Корректор Т,Малец Редактор Н.Бобкова Заказ 1710 Тираж 400 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина 101 сжатием столбика окрашенного глицерина высотой 9 - 12 мм, Разрушение образцов производят окрашенной водой. Размер начальной трещины ПММА определяется фотографированием образца, а в бетоне по 5 следу окрашенной жидкости. Радиус (глубина) начальной кольцевой трещины, которая образуется у основания отверстия составляет 8,6 мм в ПММА и 12,5 мм в бетоне. Величина максимальной нагрузки в образцах 10 ПММА составляет 6,7 МПа, бетона 2,78 МПа,Регистрация перемещений поршняпроизводится скоростной кинокамерой 15Расчет трещиностойкости по приведеннойформуле дает К 1 с = 0,79 МПа М для1ПММА и К 1 С = 3,51 МПа м для бетона, 20из которых видно, что трещиностойкостьПММА при такой скорости нагруженияблизка к статической трещиностойкости К 1,(К 1 с " 1,02 МПа м ),25 Формула изобретения 1, Способ определения динамической трещиностойкосги материала заключающийся в том что в образце ма гериала созда ют начальную трещину, прикладывают к образцу разрушающую нагрузку и измеряют ее величину, с учетом которой определяют динамическую трещиностоикость, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цель о повышения точности за счет приложения нагрузки непосредственно к берегам трещины, предварительно в образце выполняют глухое отверсгие, заполняют его жидкостью создание начальной трещины осуществляют ударным сжатием жидкости в отверстии, повторно заполняют отверстие жидкостью, а приложение разрушающей нагрузки осущестляют повторным ударным сжатием жидкости.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью регистрации величины начальной трещины первичное и повторное заполнение отверстия осуществляют несмешивающимися или разноцветными жид- костями