Способ усталостных испытаний материалов конструкций

(5 а ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР(56). Кузьменко В,А. Усталостные испытанияна высоких частотах нагружения, К:Науковадумка, 1979. с,121-141.(54) СПОСОБ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙМАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИЙ(57) Изобретение относится к.механическимиспытаниям, к способам усталостных испытаний на высоких частотах нагружения.Цель изобретения - повышение достоверности при испытании оболочечных констИзобретение относится к области механических испытаний, к способам усталостных испытаний на высоких частотах нагружения. Известны способы испытания на высоких частотах нагружения, заключающиеся в том, что испытывают образцы при различных частотах н. гружения и определяют изменение предега выносливости в зависимости от частоты нагружения.Недостатком таких испытаний является их низкая информативность, поскольку они не предусматривают определение зависимостей кривых долговечности от уровня напряжений.Наиболее близким к заявленному является способ испытания стальных образцов, . при которых образцы нагружались на различных собственных частотах при различных уровнях напряжения и определялись зависимости долговечности от уровня нарукций из композиционных материалов за счет снижения погрешностей, связанных с разбросом свойств конструкции и образцов. Пояса, вырезанные из цилиндрической оболочки с одинаковым отношением толщины к радиусу; подвергают импульсу давления по внутренней цилиндрической поверхности поясов. Различие частот нагружения обеспечивают нагружением поясов разных радиусов, э различие уровней нагружения обеспечивают различием мощности йспользуемых для нагружения зарядов взрывчатого вещества, Определяют при разных частотах нагружения зависимости долговечности от уровня нагружения, 2 ил. пряжения при р зличных частотах колебаний,Недостатком прототипа является его низкая достоверность при определении усталостных характеристик материала композиционных оболочек, поскольку характеристики композиционных материалов в составе оболочки и плоского образца различаются существенно вследствие невозможности изготовления по одной технологии оболочечной конструкции и образца из композиционногоматериала,. Целью способа является повышение достоверности при испытании оболочечных конструкций из композиционных материалов за счет снижения погрешностей, связанных с разбросом свойств конструкции и образцов.На фиг. 1 показана схема устройства для реализации способа: на фиг, 2 - схема нагружения образца.17969843для реализации способа со- жения появляется возможность определеустроиство для рдержит средства одвеподвески (на иллюстрации ния зависимости кривых долговечности или не показаны) образцав виде пояса цилин- иных характеристик усталости (например. дрической оболочки, нагружатель импуль- развития пластической деформации, плосом давления в виде заряда 2 взрывчатого 5 щади петли гистереэиса, характеристик девещества со средствами 3 инерциации заря- мпфирования и др.) от частоты нагружения, да, средства 4 регистрации деформирова- Нагружению подвергались образцы из ния во времени образца , связанные с стеклопластика (ППН+ЭДТ) радиусом б. блоком 5 синхронизации, которыйсвяэансо 12, 24 и 50 см при отношении толщины к средствами 3 инициации заряда., Блок.5 10 радиусу 1/50, В результате нагружения чассвяэаны с командным органом (пультом), с тоты нагруженйя составили соответственно: которого подается команда на ие ся команда на подрыв эа- "88. 44,21 и 10 кГц, Результатом нагружения ряда и регистраци2 страции движения стенки были зависимости усталостных характериобраэцзб 1 стик от частоты нагружения, При нагружеСпособ реализуется следующим обра нии до разрушения одним импульсомпредельные деформацион н ые ха рактеризом.7 ф 3Из цилиндрических оболочек разных стики составили соответственно 2,7, 2 2,3 радиусов содинаковымотношениемтолщи- и 2,2. При нагружении в среднем 10 цику изготавливают пояса кольца).: лами предельные характеристики состави 22,1,2,0 1,9.П и Полученные пояса представляют собой об ли соответственно,З /,. ри раэцы-кольца для нагружения импульсами нагружениибольшимчисломцикловпоряд-: вн т еннего давления. Образцы подвеши- ка 100) был обнаружен эффект смещения . вают и.помещают в геометрический центр. максимальной предельной характеристиобразца шаровой заряд 2 взрывчатого ве- ки от частоты 88 к 44 кГц, связанный, щества. Размеры заряда подбирают из ус по-видимому, с разогревом материала и.ловия на внутренней цилиндрической температурном снижении предельных хаповерхности образцатребуемого импуль- рактеристик в зоне максимальной конструкса давления, что при известности свойств ции усталостной поврежденности,используемого взрывчатого вещества яв- Таким образом, заявленный способ по- ляется известной задачей, решение кото- З 0 зволяет получить зависимость усталостных рои широко извоко известно .в области физики кривыхот частоты нагружения. Поскольку в взрыва. В момент взрыва блок 5 синхрони- заявленном способе нагружению подверга-.зации включает средства 4 регистрации.де- ют замкнутые кольцевые образцы, то их фиформировзния во. времени Изменением зико-механические характеристики можно мощности заряда 2 изменяют уровень на- З 5 приблизить к характеристикам оболочечпряженного состояния. Нагружением об- ной конструкции с погрешностью порядка раэцов различного радиуса обеспечивают 5-10, а плоские образцы не позволяют колебание образцов разного радиуса с раз- приблизить усталостные свойства композиличными частотами, Использование образ- ционного слоистого материала лучше, чем с цов с одинаковым отношением толщины к 40 погрешностью 40-50 О, предлагаемый спорадиусу обеспечивают подобие напряжен- соб позволяет получить более достоверные ного состояния во всех образцах, что поэво- (отличающиеся с погрешностью в 5-10 раз ляет привести все полученные усталостные меньшей от характеристик оболочечной конкривые кодному виду напряженногососто- . струкции) усталостные характеристики, чем яния, В результате нагружения образцов 45 прототип, т,е. существенно повысить досторазного радиуса при разных уровнях напря- верность определяемых характеристик.50Ф ор мул з и зоб ре те ни я при испытании оболоченных конструкций С 1 тособ усталостных испытаний матери- иэ композитных материалов эа счет снижеалов конструкций, заключающийся в том, ния погрешностей, связанных с разбросом что в образцах материала возбуждают коле- свойств образцов й конструкции, использубзния на собственнйх частотах и определя- ют образцы в виде колец разных радиусов с ют зависимость долговечности от. уровня одинаковым отношением их толщины и ранапряжения при разных частотах колебв- диуса. з возбуждение колебаний осуществний,покоторойсудятобусталостнойхарак- . ляют путем приложения к внутренним теристике конструкции, о т л и ч а ю щ и й с я поверхностям соответствующих колец имтем, что, с целью повышения достоверности пульсов давления разной величины..1796984 Составйтель Г. СулаквелидэеТехред М,Моргентал Редактор Т. Иванов Корректор Н. Ревска каз 64 изводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 10 Тираж ПодписноеПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5