Способ определения модуля упругости материала

)5 6 01 й 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ИЗОБР П(21) 482 (22) 21, (46) 30, (71) На "Всесо риалов (72) В,С лов нени мате во СССР, 1987.ИЯ МО УЛЯ У к механическиолее конкретно одуля упругост пазоне темпера актически неонких длинно- и последними едл а гаем о му я в- модуля упругоу вдоль его оси нагрузку с пормирования до сти образца, а омаксимальному формуле АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 7441/28 5,90 8.92. Бюл, % 32чно-производственное обьедюзный институт авиационнь асов, М.М. Пацак и А.А, Загреб(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения модуля упругости материала, Цель изобретения - повышение точности определения модуля упругости. Используют образец в виде стержня из исследуемого материала и дополнительный образец, имеющий одинаковые размеры с исследуемым Изобретение относитсиспытаниям материалов, ак способам определенияматериалов в широком дитур Известен способ определения модуля упругости материала, по которому к образцу вдоль его оси прикладывают сжимающую нагрузку с постоянной скоростью деформирования, определяют величину нагрузки в процессе деформации в упругой области, по которой судят о модуле упругости, Однако этот способ трудоемок, требует применения прецизионных приборов для определения деформации образца. исключает или делает очень трудоемким процесс определения модуля упругости в условиях повышенных или образцом и изготовленный из материала, модуль упругости Ео которого известен. Определяют по результатам испытания дополнительного образца параметр 1,учитывающий краевые условия на концах стержня при его нагружении, используя соотношение1/2 4Р =л Ео /1.бакр), где Р кр усилие потери устойчивости дополнительного образца, и- длина и минимальный момент инерции поперечного сечения образцов. Рабочую длину р исследуемого образца выбирают из условия 1 РРтеор(л 2 Ео /Стпц Ейгде опц-предел пропорциональности исследуемого материала, Р - площадь поперечного сечения образцов, Нагружают исследуемый образец до потери устойчивости, определяют усилие снятия Ркр и с учетом постоянства значения параметра 1 определяют модуль упругости исследуемого материала. 1 табл,пониженных температур, применим при испытания мерных образцов из-за по устойчивости,Наиболее близким к пр ляется способ определения сти, по которому к образц прикладывают сжимающую стоянной скоростью дефо момента потери устойчиво модуле упругости судят по значению этой нагрузки поРт - теоретический коэффициент приведенной длины, учитывающий условия закрепления концов образца;г. - рабочая длина образца;, - минимальный момент инерции поперечного сечения образца.Недостатком указанного способа является его ограниченность в способах крепления образцов (только в соответствии стеоретическими схемами, для которых рассчитан м ), большая погрешность определения 1, а следовательно, и.модуляупругости Е, так как величина Рт получаетсятеоретически с учетом идеальных схем закрепления концов образца, точная реализация которых на практике отсутствует,Цель изобретения - повышение точности определения модуля упругости материала за счет дополнительного испытанияобразца, модуль упругости которого известен,Укаэанная цель достигается тем, что дополнительно к образцу в виде стержня, который нагружают сжатием с постояннойскоростью деформирования до потери устойчивости, регистрируют усилие сжатия вмомент потери образцом устойчивости и повеличине этого усилия и первоначальныхгеометрическим размерам стержня определяют модуль упругости материала образца,аналогично испытывают образец, имеющийодинаковые размеры с исследуемым образцом и изготовленный из материала, модульупругости Ео которого известен, определяют по результатам испытания дополнительного образца параметр г, учитывающийкраевые условия на концах стержня при егонагружении, используя соотношение2- Р Д)1/2дгде Р ,р - усилие потери устойчивости дополнительного образца;и- длина и минимальный моментинерции поперечного сечения образцов,а рабочую длину гр исследуемого образца выбирают из условияр = ) ( Л ЕоI Опц " Й )где апц - предел пропорциональности исследуемого материала;Е - площадь поперечного сечения образцов,Рт - теоретический коэффициент приведенной длины, учитывающий условия закрепления концов образца.Способ определения модуля упругостиосуществляют следующим образом.Осесимметричный образец материала сизвестным значением Ео устанавливают взахваты испытательной машины с рабочейдлиной, рассчитанной по формуле 8 р =(Л Ео Iопц Е т )и нагружают на сжатие вдоль его продольной оси с постоянной скоростью деформирования, осуществляя запись изменения нагрузки во времени до падения нагрузки вследствие потери устойчивости образца.Определяют Рд,р, Затем проводят аналогичное испытание образца таких же размеров, с такой же рабочей длиной из исследуемого материала и определяют Ркр.ОПрЕдЕЛяЮт и =Л 2 Ео 1/,Р") РкрРкрд15 П р и м е р, На универсальной машинеМТЯбыли проведены испытания образцов с рабочей длиной= 130 мм из алюминиевых сплавов 1420 и В 95. Давление в гидравлической системе захватов, влияю щее на условие закрепления концов образца, варьировали в пределах от 7 до 35 МПа.Теоретическое значение Ч равно 0,5. Для сплава 1420 значение модуля упругости Ео равно 7,8 10 МПа, Использование извест 425 ного способа определения модуля упругости давало погрешности измерения модуля до 28%.В таблице приведены данные испытаний по предлагаемому способу.30 Модуль упругости сплава В 95 равен 7.010 МПа, Из таблицы видно, что погрешность определения модуля не превышает 2%.Формула изобретения 35 Способ определения модуля упругостиматериала, по которому образец в виде стержня нагружают сжатием с постоянной скоростью деформирования до потери устойчивости, регистрируют усилие сжатия в 40 момент потери устойчивости и по величинеэтого усилия и первоначальным геометрическим размерам стержня определяют модуль упругости материала образца, о т л и ч а ющ и й с я тем, что. с целью повышения 45 точности определения, дополнительно аналогично испытывают образец, имеющий одинаковые размеры с исследуемым образцом и изготовленный из материала, модуль упругости Ео которого известен, определяют 50 по результатам испытания дополнительногообразца параметр м учитывающий краевые условия на концах стержня при его нагружении, используя соотношение 1,7,2 Е /Р Д)1/2где Р кр - усилие потери устойчивости додполнительного образца;и- длина и минимальный момент инерции поперечного сечения образцов,Заказ 2992 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 а рабочую длину 1 р исследуемого образца. выбирают из условия1 р Рт(л 2 Ео/опц Р)где сЪц - предел пропорциональности исследуемого материала; Г - площадь поперечного сечения образцов;тЪ - теоретический коэффициент приведенной длины.5