Способ подготовки образцов из хрупких неметаллических материалов к испытаниям на одноосное сжатие

)4 С28, 3/О НОМИТ ОТНРЫТ ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТ КАВ(71) Киевский автомобильно-дорожный институ т и м. 60-летия Великой Октябрьскойсоциалистической,революции и Институтпроблем прочности АН УС(:Р(56) Писаренко Г С: и др Кон;рукционнаяпро ноть стекол и металлов Киев: Науковаи яка, 979. . 284Каменицный И. (:. 1 особие термисту инструмснтального цеха. Киев Техника, 1982,136,Квитка А;1, Дьячков И И Напряжен.нос остоянис и прочносгь оболочек из хрупки нс металлически материалов. Киев1 аукова думка, 1983, с 284(54) с;ПОСОБ ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦОВИЗ ХРУПКИХ НБЧВТАЛ,Ис 1 Е(.КИХ МАТ.РИА.ОВ К И(.:ПЫТАИЯ.Ч НА ОДНО.О(:НОЕ. (;ЖАТИ.(57) Изобретение отноия к ипытаниямхрупки немегалличски материалов типанеорганичскоготекла, си галла или кераИзобрстенис относигся к испьпаниим материалов на прочность при сжатии и мо жет найти применение при подготовке к испытаниям на одноосное сжатие цилиндрических образцов из хрупких неметаллицеских материалов типа неорганического стек. ла, ситалла или керамики.Цель изобретения повышение дснтоверности результатов испытаний путем снижения концентрации напряжений в торно. вых зонах образца при его на ружении.На фиг.показан образец, размещенный в обоймах с опорами; на фиг 2 - схема нагрева кромок. мики на прочность при сжатии, позволяет повысить достоверность результатов испытаний путем снижения концентрации напряжений в торцовых зонах образца при его нагр жении. Для этого после изготовления мсталличс.их (стальных) обойм 2 в виде полых цилиндров и опор 3, и закалки осуществляют индукционный нагрев токами высокой частоты до температуры рекристаллизации наружных сопрягаемых торцовых кромок опор 3 и обойм 2 на глубину Р= =(0,190,21)с 1, где д - диаметр цилиндрического образца. Затем после шлифовки .рмообработанных сопрягаемых деталей, закрепления с помощью клеевого состава обоим 2 и соответствующих опор 3 на ториовы зонах цилиндрического обра зцадо совме:пения наружных торцов обойм 2 и опор 3 в одной плоскости подвергают образец нагружению. При этом благодаря об. ра дованию наружных кольцевых пластичны зон 5 обеспечивают равномсрное пластическос деформирование опор 3 и обойм 2, что пов ляет при создании в образценапряжений, близких к предельным, получить ирак. тичеки равнонапряженное состояние по длине го рабочей части.табл 2 ил. Образециз стекла марки МКРдиа метром 10,0 мм (фиг. 1) размецен в обоймах 2 из стали 40 Х. На торцах образцаустановлены опоры 3, изготовленные из тали 40 Х. На внутренних опорны кромка обойм 2 выполнены фаски 4 для снижения концентрации напряжения на боковой поверхности образцапо линии контакта кром ки обоймы 2 при пластическом деформировании обоймы 2 и опоры 3 в процессе нагружения образца 1. Обойма 2 и опоры 3 закреплены на образцепри помощи клеевого состава, содержащего следующие компоненты, мас. о;,: эпоксидная смола ЭД-76,2;40ле Р - глуГинд нагр( ваемого слоя.г 1 ля Образца лцаме(роч 1 О мм Р= -- =2,0 мм, частота . =3000 Гц.Для контроля глубцны пластичной зоны Р несколько обойч и соове)ствукщих им опор ИЗ серии обраГОднцых 1)азезали в нескольких радиальных цацравлениях, вы- ЦОЛНЯЛИ ШЛИфЫ и ОПРЕДЕЛЯЛИ ИЗМЕНЕНИЕ структуры материала по и(мененнн) чикротверлостц от кромки и глубину мд)(рпла. 50 Тдк, оцытцыч цутел( были подобраны р(жц.чы нагрева С ин(уктором 6 (фцг. 2) (; Образной формы прц чдсгот ( = - 3000 и, излучаемой чоиН(тц 3 кВи мц(имдл(.нол здзоре межлл цц (ук)проч и кромко(1,3,54,0 чм вь(,(1 л(1;) в)ц лони (рц 1043 073 К 55 сосгдвля.д 1" 15 Кнр ь течи(рд(уры Осуц(е(" Н.(и,ъц и(1 л(Он ц пиром(Г 1 дНцд Смотри ч ъ 3лцбутилфтолдт 8,6; полцэтц,)ен(ц)лидчцц 7,6;,ц Гн 7,6 Нд наружных трНных крочк;)хк;)ж.и ОГКичы 2 и Оц 1)1( 1 цл("Кт 5 ко.):е ц.дстц(цье 30 ны ( 1(д Г)6д.(н( 1ксн.1(.ны тензор(зцсторы (н покн(,),Рдзче и, Образца 1, Обоймы 2 и оцорь 35выбраны в соответствии ( эчцири и скимифОРЧУЛДМЦ.- диаметр ццлицлриког Образ(д 1;длина образца(Г.= Зд);0 - наружный диаметр обоймы 2 (77= 10=3,2(1 );лл ицд сГорной сцстс л( 11 ( 7.=-4 д);6 - тол(пина опоры 3 (/=-.0,5 д);Йг . глубина вкл и пан ия образца (/тг=:=0,5( ); 156толщина стенки полого цилиндраобойчы 2 (6=1,д);рзчер фдски 4 (1=-О,ИХ(0");11 . исходный зд:(ор между боковойповерхностью Образцаи обоймы 2(Л 1=0, чм); 20Л 2 - исходный зазор чежлу торцом обрдзцди торцом Оцорь 1 3 ( 12===0,05 мм);Р - глубина пластичной зоны 5 (Р==0,190,2)д) .Сист(ма нагрева (фиг. 2) содержит Олновитковый волоохлджлаечый ццлуктор 6С.образной формы. Инллктор 6 выполненв ГО(Ле ч"Лцой трубки с тол(ниной стенкц2,5 мч и олключец к генератору ТВЧ (цепоказан) 1 Онтроль температуры производят З 0црн помопи цирочетрд (нс показан)Прмер Предварительно перед установкой нд Образец 1 (фиг. 1, 2) наружные сопрягаем ые торцовь(е кромки закаленныхОбойч 2 и опор 3 по,)вертают цдгреву Ло043073 К на глубину Р, составляющую2,0 чч. Нагрев осуществляют токдчи высокой чдстотс щмоцью генератора ТВЧмоцрностью 10 кВт. Частоту 1 п 1 гдк)щеготока Определяли из уравнения62000П ( Гц,Р 1,1,.51 и;)Гренд кромк и(6)дн; (,-)601(зцди форчд ццлукторд 6, НО кольку нрц тдкои форме сццжот 5( ц(рон ГноГь н(ре(рев крочок.Посл( Ох.ж,(ния ц,( цзлу(. кол(ц(1) ной т( чпердтуры обоймы 2 ицры 3 Гцвер(длц ц(лцфовк( ло ц(ерох)ндтости сопри(;чых поверх(Остей обойчы 2 ц Опоры 1,(Н) .1,25 чкч. Здтеч здкрецлн.(ц их нд Об рд(ц(Нри почощи кг(свого сстава, укд ЗДННОГО ВЫЦЕ. ДЛЯ СОЗЛДНИЯ КЧЕЛВЕЦНО( склейки соединяемые эл( чецты принуди тель цо с помон(ьк) струбццц прижимали лру к .(ругу с усилием 50 60 Н на время поли мериздции клея, которое при температуре 290 295 К составляло 2024 и Г 1(злее об. разны номе(пали в терчостат, гле при 353 К их вьдерживали в тинне 8 ч, после чего осту(кдги вместе с терчк тдточ(.,борную систему, вклк)чднпцую обрд. зец 1, жестко закреплеццьй в обоймах 2 ( Опорами 3, размес тил и л(еклу опорцы л и плитами испытателып)й установкипресса (не показаны) и подвергали образецисш(гтднию на олцоосцое сжатие ло рдзруце ния.ри этом опрелеляли чдксимальное значение характеристики вреченного со протцвлсния стекла МК 1- при одноосном кратковременном сжатии.В процессе нагружеция происхолит рав ночерно( ц,ысическое леформцрование опор 3 ц обойч 2 за счет разгрузки их тверЛых зоц в кольцевых пластичных зонах 5, При этом напряжение в орцовых зондх об. разцаоказывается ниже, чеч при исГ(оль. зовднии способа-прототипа, нд 13., 17 о. Это происхолит благодаря точу, что опоры и обоймы пластически деформируются практически рдвномерно.При ндгружеиии серии из 8 цлентичцых образцон суцественно повысилась достоверность полученных результатов - разрушение образцов цроисхолило только в рабочей зоне.По сравнению с прототипом, предлагаемый способ подготовки образцов к испыта. ниям позволяет повысить достоверность ре зультатод испытаний на одноосное кратковременное сжатие цилиндрических образцов из хрупких высокопрочных металлических материалов за счет снижения концентрации напряжений в торцовых зонах образца и возможности, практически равномерного пластического деформ ировдция силопере. дающих элементовопор и обойм - - путем создания кольцевых пластических зоц нд торцах силопередающих элементов.Значения предельной несущей с цособности образцов из технического стекла мар. ки МКР-прц кратковременных испытаниях на осноосное сжатие приведены в таблицеформула изобретения Способ подготовки образцов из хру(пких ц( л(еталлических материалов к испытаниям1(13 Коэффициентвариации, Х Колпчестно образ -Размакзначений Среднеезначение цов,шт. 4 13051628 6,7 1480 12 1521835 5,0 17105яа Одноо(нос (житие, Вил н)ча)ОИи Й Опе)(-и и и 3 Г ОО В л е и и 5 ч е т а л л и ч с ( к и х О б с й м В В ( - ,Е ОЛЫХф ЦИЛИПД)(В 1 КРУГОВЫХ ОПОР, (Х закалку, шлифовку, вклеивание в каждую (з(н)йму с Опорой торцовой зоны цилиидриис( кго Образца, совчг (ая наружные Гс)р(ы каждой обойчы и соответствую(цей опоры в одной плоскости, пт,цч(н)щпй(з тем, что. с целью повышения до(товерности резуль. татов испытаний путем снижения концентрации напряжений в горновых зонах образТип образца, способ его подготовки к испытаниям Цилиндрический образец(1.=30 мм, с 1=10,0 мм),подготовленный по способу-прототипуТакой же цилиндрическийобразец, подготовленныйпо предлагаемому способу сглубина пластичнойзоны Р = 0,20 6=2,(3 мм) 18 ца при его и;г ужении, послс )(ег 1 аци(4 з,(- калки Вт, к(1 ( кр( чки . Орига мых цил.(дЧесХих 10 вс)хи(к тс и к,:,жло;( ОбЙч,э( и опорь( подвергают иилул(ионночу нагреву тКВ МИ ВЬ(.ОКО Ч а СтО г 1 Д( тГ Ч ПЕРВ т, ПЫ 5/рекристаллизации (а (газо(1)(у , ксп рук выбирают из соотношения Р=(0, О 021 д,10ле д - диаметр цилиндрического образца. Несущая способность, МПаСоставитель И ЛандсбергРедактор М Циткина Текрел И, Верее Корректор И. МускаЗакан 410241 Тираж 789 ПодписноеВН 11 И 111 Гогу,рстненного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР11035, Москеа, Ж 35, Раушская наб д, 4/51 роиандственно издтельский комбинат 11 атент, г. Ужгород, угь Гагарина, 10