Способ исследования откольного разрушения материалов

,140133 ГОСУДА ПО ДЕЛ ТЕНИ БЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕПЬСТ(71) Отделение института химической физики АН СССР(56) Степанов Г. В. Упругопластическоедеформирование материалов под действиемимпульсных нагрузок. Киев: Наукова думка,1979, с. 216 - 221,(54) СПОСОБ ИССЛ ЕДОВАНИЯ ОТКОЛ ЬНОГО РАЗРУШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к способам исследования прочностных свойств материаловпри ударном нагружении. Цель изобретения - повышение информативности исследования за счет возможности определения критической удельной энергии отрыва откольной пластинки. Для этого проводят ряд нагружений образца в виде пластины, к тыльной стороне которого прикладывают поочередно пластины с различным диаметром центрального отверстия, изготовленные из материала с динамической жесткостью, превышающей динамическую жесткость исследуемого материала. При каждом нагружении регистрируют профиль скорости свободной тыльной поверхности образца. Определяют критический диаметр отверстия, при котором происходит отрыв откольной пластинки, и по этому диаметру и скорости тыльной поверхности в момент отрыва определяют критическую удельную энергию отрыва откольной пластинки. 4 ил, 14013381Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к, способам исследования откольного разрушения материалов.Целью изобретения является повышение информативности исследования за счет возь 1 ожности определения критической удельной энергии отрыва откольной пластинки.На фиг. 1 изображена схема осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - 3 регистрированный профиль скорости сво одной тыльной поверхности образца при иаметре отверстия в прикладываемой пласт не, равном 10 мм; на фиг. 3 - то же, при иаметре отверстия 20 мм,Способ осуществляется следующим обазом.В образце 1 исследуемого материала в виде пластины создают одномерную ударноволновую нагрузку нагружением его плосим ударником 2. К тыльной поверхности бразца 1 прикладывают пластину 3 с цент альным отверстием 4, изготовленную из , атериала с динамической жесткостью, преышающей динамическую жесткость исслеуемого материала. Проводят ряд нагружеий образца при различном диаметре отерстия 4. При каждом нагружении регистируют профиль скорости свободной тыльой поверхности. Это осуществляется с поощью лазерного измерителя 5 скорости, з ндируюший луч 6 которого фокусируют ерез отверстие 4 на поверхность образца 1.ри отражении распространяющейся по обазцу ударной волны от его свободной тыльой поверхности в области отверстия 4 происодит образование откольной пластинки. 1 о разности максимальной и минимальной коростей тыльной поверхности можно расчитать величину разрушающего напряжеия. Последовательно изменяя диаметр отерстия 4, определяют его значение (критиеский диаметр), при котором начинается трыв откольной пластинки. По скорости ссыльной поверхности в момент отрыва и кри ическому диаметру определяют критичекую удельную энергию отрыва откольной гластинки.Пример. Для определения прочностных характеристик и критической удельной энерии отрыва откольной пластинки в качестве 45 Испытуемых образцов берут пластины из титанового сплава ВТ 5-1 с поперечными размерами 100 р,100 мм толщиной 4 мм. Нагружение испытуемых образцов осуществляют ударом алюминиевой пластинки диаметром ;0 мм, толщиной 2 мм, разогнанной с поМощью взрывного генератора ударной волны До скорости 660 м/с, К тыльной свободной йоверхности испытуемых образцов последовательно прикладывают стальные пластины из Ст. 3 толщиной 15 мм с отверстиями диаметром 10, 15, 17, 5 и 20 мм. Непрерывную 1 егистрацию скорости свободной тыльной йоверхности образцов проводят с помощью Оптически симметричного дифференциального двуплечего лазерного интерферометра со стеклянной линией задержки и системой поляризованного кодирования, например, типа Изаг. На фиг, 2 показан профиль скорости свободной тыльной поверхности образца при диаметре отверстия в прикладываемой пластине 10 мм. Профиль показывает, что с некоторого момента времени (точки А) скорость движения тыльной свободной пЬ- верхности образца уменьшается до нуля, т. е. откольная пластинка не оторвалась от образца, Аналогичные скорости свободной тыльной поверхности испытуемого образца получены при увеличении диаметра отверстия до 17,5 мм. На фиг. 3 показан профиль скорости свободной тыльной поверхности образца с пластинкой, имеющей отверстие 20 мм. С некоторого момента времени (точки В) скорость движения тыльной поверхности приобретает постоянную скорость -480 м/с. Аналогичные профили получены при диаметрах отверстия больше 17,5 мм. Таким образом, диаметр отверстия 17,5 мм является критическим, при превышении которого происходит отрыв откольной пластинки. Из профилей скорости по спаду скорости от максимума Г,до первого минимумаопределяют величину разрушающих напряжений)0 Р -рОСО(1 та 1 или)где рО - начальная плотность материала; СО - объемная скорость звука. Значение откольной прочности для данных экспериментов 4,10,1 ГПа. По периоду первых колебаний скорости из-за возникновения в откольной пластинке откольного импульса определяют толщину откольной пластинки:й=СеЛ 1,где С, - продольная скорость звука; Л 1 - период реверберации откольного импульса. Толщина откольной пластинки 6=1,91 мм. Критическую удельную энергию Е.Р отрыва откольной пластинки определяют как в/2/5 Р, где т - масса отколовшейся пластинки; 1 - скорость ее при отрыве; 5 Р - площадь отверстия в прикладываемой пластине, при котором начинает отрываться откольная пластинка. Из проведенных экспериментов находят при рО=4,45 г/см, т= =2 г; 1=480 м/с; 5 р=2,4 см и ЕР==96 Дж/см.Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет определять дополнительную прочностную характеристику материала критическую удельную энергию отрыва откольной пластинки, что дает более полную и достоверную характеристику прочностных свойств материала.3формула изобретенияСпособ исследования откольного разрушения материалов, по которому в образце исследуемого материала в виде пластины создают одномерную ударноволновую нагрузку, регистрируют профиль скорости свободной тыльной поверхности образца и по разности максимальной и минимальной скоростей определяют величину разрушающего напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения информатианости исследования за счет возможности определения критической удельной энергии отрыва откольной пластинки, к тыльной поверхности 4образца прикладывают пластину с центральным отверстием, изготовленную из материала с динамической жесткостью, превышающей динамическую жесткость исследуемого материала, проводят ряд нагружений образца при различном диаметре отверстия прикладываемой к нему пластины, определяют критический диаметр отверстия, при котором происходит отрыв откольной пластинки, и по скорости тыльной поверхности в момент 10 отрыва откольной пластинки и критическомудиаметру отверстия определяют критическую удельную энергию отрыва откольной пластинки.Шех илло деламкая нае,г. Уж Составитель Техред И. Вере Тираж 847 твенного комитета СССР по 5, Москва, Ж - 35, Раушс полиграфическое предприяти