Способ определения деформации стыка пар образцов из разных материалов

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ578588 Союз Советских Социалистических Респкбпик(2сударственный комитет о ите Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий публиковано 30,10.77, Бюллетень40 ата опубликования описания 25.10.77(72) Авторы изобретения М бычин, М. А. Броновец, Б. Я. Сачек и В, Н. Дубняков ститут проблем механики АН СССР1 3(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕфОРАЦИИ СТЪА ПАР=.==- = ".ОБРАЗЦОВ ИЗ РАЗНЪХ МАТЕРИАЛОВ 2 Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов путемприложения сжимающих нагрузок и касается,в частности, изучения поведения стыка двухтвердых тел под нагрузкой.Сближение двух твердых тел под нагрузкойопределяется величиной их объемной деформации и деформацией, возникающей в стыке,которая обусловлена шероховатостью контактирующих поверхностей. Первая составляощая суммарного сближения расчитываетсяио уравнениям механики сплошных сред (теории упругости, пластичности, ползучестн ит. п.). Методы расчета второй составляющейеще недостаточно развиты. Это вызывает нсобходпмость изучать закономерности деформации стыка твердых тел,Г 1 омимо того, что деформация стька вноситопределенный вклад в суммарную деформацию тел, она еще имеет самостоятельное значение при формировании фактической площади контакта.Известны способы определения деформациистыка, по которым к образцам прикладываютсжимающую нормальную нагрузку и регистрируют деформацию образцов с помощью оптико-механического профилографа.Наиболее близким техническим решением кизобретению является способ определения деформации стыка пар образцов из разных материалов путем их нагружения до заданной величины напряжешш сжатия и последующего измерения изменения расстояния между базовыми отметками, расположенными5 средстьенной б,цзости от исследуемого стыка.Однако прц рсалпзаци этих способов измеренная деформация, кроме деформации стыса, ВклОчаст астсс ц объс.нуо деформацию образцов.1 о Целью изобретения яг:ястся повышениеточности определения деформации стыка путем исключения влияния объемной деформацш самих образцов ца результат измерения.Для этого по предлагаемому способу фор мируют два олока из пар образцов разныхтолщш так, что число стыков г, обоих блоках различнос, а суммарная высота образцов из одноименных материалов в каждом из них одшаковая, и, измеряя разность изменений 20 базовых высот блоков после одинакового цагружеция, судят о велпчцнс деформации стыка по отцошеншо этой разности к разцости чисел стыков в ооопх блоках.Изобретение поясняется чертежом.На неподвижном осцовашш 1 установленыдва блока образцов 1 ц 11 в каждый из которых входят образцы из испытуемых матерна.лов М и Ме, которые в оощем случае могут быть разноименными. Количество стыков в блоках 1 и 11 соотьетствецно н и и 2, при этоми, Ф п 2. Образцы в блоках располагаются в чередующемся порядке по материалам, На первом и последнем образце каждого блока выполнены отсчетные базы, расстояние между которыми является оазовым размером блока. Размеры образцов по высоте и места нанесения баз на образцах блоков подобраны так, что в пределах базового размера сумма высот ка 1 кдого из материалов первого блока равна сумме высот тех же материалов второго блока, т. е.1,1,1+ 1,1,2+ 1,1,3 ++ П,2,2 + П,2,3 +2Отсюда следует, что базовые размеры блоков одинаковы. С помощью нагрузочного устройства 3 и подвижной траверсы 2 к обоим блокам прикладывается нагрузка Р 1 и Р 2 соответственно, которая подбирается из условия, чтобы напряжения сжатия в образцах были одинаковы, т. е. лг, - лг, = (и, - и) а откуда Ж - МСТ772 - П П,11+ П,1,2+ и 1,3+- 7 (1) 12,1+ 1,2,2 + 1,2,3 +П,2,1+7 2Ф2где 57 и 52 площади поперечного сечения образцов блоков 1 и 11 соответственно.В результате объемных и контактных деформаций происходит изменение размеров г 1 и г 2,для блока 1Ы = -- + - +исР+2) 7 стдля блока 112 ф 2И,.=+ )+ПРСТ,5Е Ег)где Е 1 и Е 2 - модули упругости 1-го рода материалов М 1 и М 2 соответственно,Кт - деформация стьпса.Учитывая формулы (1) и (2), получим 10 15 20 25 зо 35 40 45 50 Таким образом, зная п 7 и п 2 и измеряя известным способом разность Лг 2 - Лг находимдеформацию стыка,В качестве отсчетных баз блоков могутбыть выбраны также поверхность А основания1 и поверхности Б и Б 2 подвижной траверсы.В этом случае для того, чтобы избежатьошибки, связанной с появлением в каждомблоке двух неисследуемых стьпсов, надо обеспечить их одинаковую жесткость в каждом изблоков. Это достигается легко, если с поверхностью А будут контактировать образцы, выполненные из одноименных материалов с одинаковым видом обработки. Тому же требованию должны удовлетворять и образцы, контактиру 1 ощие с поверхностями Б 1 и Б 2 подвижной траверсы.В том случае, когда исследуется стык между одноименными материалами, целесообразно один из блоков заменить монолитным образцом - эталоном, размеры которого равныразмерам другого блока.Способ мо 1 кет быть осуществлен и при сооспом расположении блоков. Неодинаковаянагруженность стыков, обусловленная весомрасположенных образцов, мо 2 кет быть устрапена благодаря горизонтальному расположению оси блоков.Одновременное нагружсние двух блоковооеспечиваст идентичность условий испытанийи приводит к повышению точности измерений.Ф о р мул а изобретенияСпособ определения деформации стыка паробразцов из разных материалов путем их нагружения до заданной величины напряженийсжатия и последующего измерения расстояния между базовыми отметками, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения путем исключения влиянияобъемной деформации самих образцов на результат измерения, формируют два блока изпар образцов разных толщин так, чтобы число стьпсов в обоих блоках было различным, асуммарная высота образцов из одноименныхматериалов в каждом из них одинаковой, и,изменяя разность изменений базовых высотблоков после одинакового пагружения, судято величине деформации стьпса по отношени 1 оэтой разности к разности чисел стыков в обоих блоках.578588Составитель А. Бособ Редактор О. Юркова Техред И, Михайлова Корректор Л. ДенискинаПодписное Заказ 2406/4 Изд. М 845 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Мшшстров СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2