Способ определения трещиностойкости материала

СОЮЗ СОВЕТСКСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 5 Ц 5 6 01 М 3/32 О И кроваи некрытия ности. тель- ещиом,1 материала соз ю трещину 2. На разца 1, куда на 2,симметричнс разных сто х 3 размещают В образце ную усталостн верхности о выходит трещ нию ее разви лунки 3, В лун дают исход- боковой по- профилемо направлерон наносятдатчики (не тияка ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт проблем прочности АН(56) В.Т.Трощенко, П.В,Ясний, Методикоторые результаты исследования растрещины усталости. - Проблемы проч1987, %10, с.8 - 13,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к испьной технике и позволяет определять Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения трещиностойкости металлов.Цель изобретения - повышение точности путем учета пластической составляющей раскрытия трещины,На фиг,1 изображена трещина в образце материала; на фиг.2 - диаграмма зависимости нагрузки Р от величины д раскрытия трещины при (а, б) циклическом и (в) статическом нагружении образца; на фиг, 3 - относительная величина раскрытия трещины в зависимости от расстояния от ее вершины,Способ осуществляют следующим обраностой кость металлов, Цель изобретения - повышение точности путем учета пластической составляющей раскрытия трещины, По предложенному способу после образования в образце материала усталостной трещины его нагружают статически или циклически с превышением максимальными нагрузками циклов величины нагрузки, при которой дозволяются пластические деформации, до разрушения, а по зависимостям нагрузки от раскрытия трещины и относительного. размаха раскрытия трещиныот удаления от ее вершины определяют величину раскрытия трещины в зоне ее вершины, 3 ил,показаны) дефо 1. Осуществля и измеряют вел раскрытия д тр чиков во всех л при фиксирован происходит изл в момент появл ного участка. рмации материала образца ют циклическое нагружение ичину нагрузки Р и величину ещины по показаниям датунках 3, Запись производят ной нагрузке Распри которой ом диаграммы на фиг,2, т,е. ения на диаграмме нелинейСтроят диаграмму зависимости относительного размаха М Кеп раскрытия трещины от удаления от ее вершины, где Кепразмах коэффициента интенсивности напряжений, На фиг.3 она линейная (3) и проходит через точку М 1.После опредения излома диаграмма за-. висимости нагрузки Р от раскрытия д трещины (фиг,2) образец 1 продолжают нагружать либо статически, либо циклически с превышением максимальными нагрузками циклов величины Р нагрузки приизломе диаграммы до его разрушения. При этом записывают раскрытие д трещины по показанию одного датчика, расположенного,например,в лунке с удалением гг от ее вершины. При статическом или динамиче ском нагружении определяют соответственно относительную величинуфКеа раскрытия тре - щины, где Кен - коэффициент интенсивности напряжений, или величину М Кел относительного размаха раскрытия трещины. 10 При статическом или циклическом нагружении эти значения отмечают соответственно точками Мз и М 2 (фиг.З), Затем отмечают относительную величину раскрытия трещины и, следовательно, величину раскрытия 15 трещины в зоне ее вершины в зависимости от прикладываемой нагрузки или от коэффициента интенсивностинагружения путем пересечения с осью ординат линий на фиг.З,проведенных через точки М 2 и Мз паралельно линии, 20проходящей через точку М 1. Раскрытие вершины трещины определяют из выражения Лд =Лдг гЛ Кен 19 а, где Ьд г - раз мах раскрытия или раскрытие трещины на расстоянииготеевершинысоответственнопри цикличе ском или статическом нагружении образца; Л Кеи - эффективный размах или эффективный КИН при циклическом или статическом нэгружениях; а - угол наклона. исходной зависимости к оси абсцисс.П р и м е р, Изготовили 10 плоских образцов толщиной 12,2 мм из стали 15 х 2 МФА и 10 компактных образцов толщиной 25 мм из стали 15 х 2 МФАА. Подвергли их циклическому нэгружению и получили в них усталостные трещины длиной 1. После этого на боковых поверхностях образцов симметрично направлению развития в них трещин выполнили конические лунки, в которые разместили датчики деформации. 40Длину трещины определяли с помощью оптического микроскопа типа МБСс точностью не менее 0,014 мм. При расчете коэффициента интенсивности напряжений, а также установлении расстояния г до вер шины трещины использовали среднюю длинутрещины, т,е. г= Нт, где 1 т - расстояние от поверхности со стороны надреза трещины до центров лунок 3, где размещены датчики. На боковых поверхностях плоских 50 образцов выполнили по четыре лунки под датчики нэ расстоянии 0,5 мм одна от другой по длине трещины, начиная с ее вершины, с двух сторон от направления ее развития на расстоянии 1,25 мм от него. Подготовленные образцы поо ередно на- гружали с частотой 0,1 Гц с коэффициентом В = О асимметрии цикла на машине "Гидро- пульс 400 КН" и осуществляли запись зависимости нагрузки Р от величины д раскоытия трещины. Запись производилась с установкой датчиков в каждой лунке при нагрузке, которая вызывает пластическое раскрытие трещины, сопоставимое с общим, С помощью полученных результатов построили линейную зависимость 3 (фиг.З,)После этого образцы нагружали статически до разрушения с записью диаграммы Р- д в точке г 2, По результатам определили (фиг,З) положение точки Мз, через которую параллельно прямой 3 провели прямую 1 пересечения с осью ординат, В результате определили величину д/ Кен, по которой расчетом нашли величину раскрытия трещины в зоне ее вершины в зависимости от приложенной статической нагрузки.На компактных образцах лунки под датчики выполнили по длине трещины на расстоянии 1 мм одна от другой. Нагружали их с частотой 0,1 Гц и В=О,1. Измерение раскрытия трещины производили во всех точках г 1 - г 4 при фиксированной нагрузке Р, при которой появляется излом (диаграмма на фиг.2 б). По результатам строили зависимость 3 (фиг.З.),После этого нагружали о браз -цы циклически при постоянной амплитудной нагрузке Рекс, которая больше Р дс разрушения. Запись раскоытия трещины осуществляли в точке г 2. Получили,точку М через которую параллельно прямой 3 провели прямую 1 и определили врезультате величину раскрытия трещины в зоне ее вершины в зависимости от приложенной циклической нагрузки. Формула изобретения Способ определения трещиностойкости материала, заключающийся в том, что в образце материала создают исходную усталостную трещину, на боковой поверхности образца симметрично направлению ее развития наносят лунки, размещают в них датчики деформации, циклически нагружают образец и по зависимости нагрузки от раскрытия трещины и зависимости сггносительного размаха раскрытия трещины от удаления от ее вершины определяют величину раскрытия вершины трещины в зависимости от прикладываемой нагрузки или от коэффициента интенсивности, напряжения.," по которым судят о трещиностойкости, о тл и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения точности путем учета пластиче ской составляющей раскрытия трещины, циклическое нагружение образца осуществляют до образования излома на диаграмме зависимости нагрузки от раскрытия трещины, после этого нагружают образец до егоразрушения либо статически, либо циклически с превышением максимальными нагрузками циклов величины нагрузки при изломедиаграммы.1610390 дактор М.Келем каз 3735 Тираж 500 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,К(Крр Составит Техред М Ю. Виногр оргентал ов Корректор О.Кравцова