Способ исследования распространения волны деформации в цилиндрическом образце из изотропного материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 87 19 ЯщЯ 3/ 51)5 6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институт механики МГУ им, М.В. Ломоносова(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛНЫ ДЕФОРМАЦИИ ВЦИЛИНДРИЧЕСКОМ ОБРАЗЦЕ ИЗ ИЗОТРОП Н ОГО МАТЕ РИАЛА(57) Изобретение относится к исследованиюдинамической прочности при малых упругопластических деформациях, Целью изобретения является повышение достоверности определения напряжения при малыхупругопластических деформациях. Цилиндрический образец устанавливают междустержневыми передающим волноводом и 8,8)аборатория Изобретение относится к высстным испытаниям, а именно кисследования динамической процмалых деформациях.Целью изобретения яние достоверности опредния при малых упругопласмациях.На чертеже приведен пример схемыосуществления способа,Способ осуществляют следующзом окоскороспособам ности при вляется повышееления напряжетических дефор-. им абра- . На упругом участке нагружения проверяют наличие в образце плоской волны деОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР опорным волноводом, которыи может иметь равное с образцом волновое сопротивление, нагружают образец импульсом сжатия, инициируя его в передающем волноводе. В процессе нагружения с помощью установленных в нескольких сечениях образца датчиков регистрируют как продольную ех, так и кольцевую е деформацию. Устанавливают наличие в образце плоской волны по выполнению соотношения для приращения упругих деформаций Ле = - и,. ях, где Р - коэффициент Пуассона, Величину напряжения ах в каждом сечении для величин деформации, ограниченных условиемк ях( 0,45, определяют по формуле ох = (Е/(1 - 2 зЯ х х (ях+ 2 е, где Е - модуль упругости материала образца. Регистрация кольцевой деформации епозволяет судить о существовании плоской волны и более достоверно определять напряжение, так как данный способ учитывает реальное напряженно-деформированное состояние в образце, 1 з,п.ф-лы, 1 ил. Образец 1 размещают между передающим 2 и опорным 3 стержневыми полноводами и инициируют в передающем волноводе 2 плоскую волну сжатия, В процессе нагружения в нескольких сечениях образца с помощью датчиком 4 и 5 регистрируют соответственно продольную Ь и кольцевую ев деформацию (показаны датчики, установленные в одном сечении образца).5 10 15 20 формации по выполнению соотношения для приращений упругой деформацииЬ Ев =Р Гх, где 1 - коэффициент Пуассона.Величину напряжения о в каждом сече. нии находят по формулеЕсгх (ех + 2 -;з, где Е - модуль упругости. Данная формула применима в облас пл упругих и чалых упру. гопластических деформаций, С достаточно хорошей точностью она позволяет определить напряжения для величин деформации., ограниченных условием -0,45, Ехслучае использования опорного волновода, имеющего равное с образцом волновое сопротивление, обеспечивается условие однократногс прохождения через образец импульса нагрузки, что позволяет с большей достоверностью определить напряжение в сечениях образца.П р и м е р . Образец 1 из исследуемой стали длиной 200 мм, изготовленный из трубы диаметром 17 мм с толщиной стенки 1 мм, устанавливают между передающим волноводом 2 из стали ЗОХГСРизготовленным в виде стержня диаметром, равным диаметру образца 1, и опорным волноводом 3 длиной 220 мм, изготовленным из той же трубы, что и образец, Соасность при совмещении торцов образца и вог,новодов обеспечивается с помощью тонких полиэтиленовыхвтулок 6.На образце 1 в шести сечениях, огстоящих от торца 7 на расс-ояниях 35, 50, 65, БО, 95 и 110 мм, размегцают тензореэисторные датчики 4 и 5 продолычой и кольцевой деформации, В каждом сечении наклеивают по восемь датчиков ( етыре продольной и четыре кольцевой дефорелации,На свободном конце передающего вол новода 2 осуществляют подрыв заряда ВВ 8, в результате чего через передающий золновод 2 в образец 1 проходит импульс сжатия длительностью 70 мкс, Выбранные размеры опорного вол нс вода 3 обеспеч:лвают условие однократного прохождения иелпульса по образцу 1 и позволяют осуществить регистрацию деформации во всех сечениях образца 1 без наложения импульса, отраженного от свобод,ного конца опорного волновода 3.Датчики 4 и 5 каждого сечения образца 1 соединены в мостовую схему, позволяющую получать на выходе сигналы, пропооциональные продольной гх и объемной я 25 30 35 40 45 50 55 деформации е = - (ех + 2 я И, Временные13зависимости величин этих деформаций зафиксированы с помощью запоминающего осциллографа.Напряжения гтх определяют по формулеЕгтх - 3 ,- 2 Ра наличие плоской волны в образце 1 устанавливают по выполнению соотношенияЛе 1 - 2 мХЕх 3Регистрация в процессе нагружения кольцевой деформации образца позволяет при использовании предлагаемого способа судить о существовании в образце плоской волны, а также определять напряжения в образце в области маль 1 х упругопластических деформаций с большой достоверностью. Предлагаемый способ учитывает реальное напряженно-деформированное состояние в образце. Формула изобретения1,Способ исследования распространения волны деформации в цилиндрическомобразце из иэотропного материала, по которому образец размещают между передаюецим и опорным стержневыми волноводами,инициируют в передающем волноводе плоскую волну сжатия, и с помощью установленных в нескольких сечениях образцадатчиков регистрируют в процессе нагружения продольную деформацию ех в каждомсечении, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения достоверности определения напряжения при малых упругопластических деформациях, в каждом сеченииобразца регистрируют также кольцевую деформацию г , причем наличие плоскойполны в образце устанавливают по выполнению соотношения для приращения деформаций нэ упругом участке нагруженияЬ = -Гхгде ю - коэффициент Пуассона, а динамическое напряжение пх для величин деформации, ограниченных условиемопределяют по формулеЕгтх =- --- (Ех+ 2 Я1 - 2 югде Е - модуль упругости материала образца,2, Способ по п. 1, от л и ч а ю щ и й сятем, что используют опорный волновод,имеющий одинаковое с образцом волновоесопротивление,оставитель О. Булькановехред М.Моргентал Тираж Подписное И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5