Образец для определения коэффициента интенсивности напряжений к вязких материалов

(госпдтент сссР) ТЕНИ ЗОБ ПИ ЛЬСТВ СКОМУ СВИ А Бюл, М. 26й политехничго комсомола кии инстит(54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ.ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ К 1 с ВЯЗКИХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится материалов на механические тности к испытанию вязких рещиностойкость.) 1 ие Известен образец для определения испытаний на трещиностойкость. Как показали исследования, такой образец с трещиной не пригоден для изучения трещиностойкости вязких материалов, поскольку при их испытании наблюдаются большие пластические деформации в процессе его разрушения. Следовательно, характериСтику К 1 с материала нельзя корректно определить,Наиболее близким по техниче шенлю является цилиндрический о кольцевой трещиной. Для получения достоверных К 1, при выборе габаритов образц ются аналогичными соотношениям(57) Изобретение относится к испытательной технике, конкретно к образцам для определения трещиностойкости К 1 с вязких материалов. Цель изобретения - повышение достоверности характеристики К 1 С. Для достижения положительного эффекта на основе по обе стороны от надреза выполнены разнонаправленные резьбы, образец снабжен двумя резьбовыми кольцами из материала, твердость которого выше твердости материала основы, навинченными каждое с натягом на резьбу соответствующего утолщенного участка, а торцы колец контактируют один с другим, 2 ил 1 табл.. - длина образца;К 1 с - треьиииостоикость материала; (мьа й),2 - предел его текучести, (Я Однако, и в этом случае корректного определения характеристики К 1, вязких ма- ( териалов нужны габаритные размеры об- ц разца, что связано с большим расходом Ф материала на их изготовление (О = 160 мм, - д ) = 1600 мм) и использованием мощных испытательных машин, которые не всетда имеются в наличии в заводских лабораториях,Целью изобретения является экономия материала и повышение достоверности пол 1827576учения характеристики трещиностойкостиК 1, для вязкого материала,Поставленная цель достигается тем, чтов известном образце имеется основа с выполненным на ней надрезом, на дне которого образована трещина, утолщенныйучасток основы с надрезом имеет резьбовую поверхность, на которую навинчены снатягом резьбовые кольца из материала ствердостью, выше материала основы, а торцевые поверхности колец сомкнуты в пло-,скости торцевого надреза.На фиг. 1 показан общий вид образцадля определения трещиностойкости К 1 с вязких материалов; на фиг,2 показано поперечное сечение образца,Образец состоит из основы 1 с утолщенным участком, на котором имеется кольцевой надрез 2, на дне которого образованаусталостная исходная кольцевая трещина 3, 20а снаружи - резьбовая поверхность 4 и двухрезьбовых колец 5, навинченных с натягом.до смыкания торцевых поверхностей в плоскости кольцевого надреза,В связи с тем, что материал колец имеет 25твердость выше от материала основы, а само резьбовое соединение выполнено с натягом, то при растяжении такого образцатормозится пластическое течение вязкогоматериала,а следовательно, обеспечиваются условия хрупкого разрушения именнб на.малогабаритном образце, Тем самым повышается достоверность (корректность) установления истинного значенияхарактеристики К 1, Кроме того, разработанный образец в десятки раз меньше помассе по сравнению с известным и не требует наличия мощных испытательных машин и другой контрольно-измерительнойтехники. 40П р и м е р, Опробование предложеннойконструкции образца осуществляли по та- .кой технологии его изготовления; резкапрутка на заготовки длиной= 10 О; центровка двух отверстий с торца заготовки; 45протачивание ступенчатых поверхностей додиаметров О, б: нарезка кольцевого надреза Ч-образной формы с углом при вершине а = 60 до диаметра б: нарезка резьбына диаметрах О, б; создание усталостной 50трещины путем кругового изгиба образца наглубину дтр/О = 0,7 (бтр - диаметр образцав плоскости кольцевой трещины); навинчивание на диаметр О двух резьбовых колец повышенной твердости до смыкания их торцевых поверхностей; проведение осевого растяжения образца до полного разрушения на испытательной машине.Имея разрушающую нагрузку Г = Р, при которой происходило разрушение образца с трещиной, по известной формуле определяли трещиностойкость материалаЕ К 1 сО О0,7976 о 1 - о 4// /./о/о(2 где У - безразмерная функция, учитывающая относительный размер трещины.Результаты исследований для сталей 20 Х, 40 Х и Ст 3, выполненных на образцах предложенной конструкции О = 16 мм, д = 12 мм, дтр = 11 мм, 1 = 150 мм с насадными резьбовыми кольцами М,16 1,5 мм, Ор = 80 мм,.21 = 64 мм, представлены в таблице.Для сравнения ватой таблице представлены для этих сталей известные значения К 1 С. Удовлетворительное соответствие данных между собой свидетельствует о корректности предложенных исследований на этом образце. Формула изобретения Образец для определения коэффициента интенсивности напряжения К 1 С вязких материалов, состоящий из основы с цилиндрической поверхностью и выполненным на ней надрезом, на дне которого образована трещина, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности характеристики К 1 С, на основе по обе стороны от надреза выполнены одинаковые цилиндрические утолщенные участки, на которых выполнены разнонаправленные резьбы, образец снабжен двумя реэьбовыми кольцами из материала, твердость которого выше твердости материала основы, навинченными каждое с натягом на резьбу соответствующего утолщенного участка, а торцы колец контактируют один с другим, 1827576Примечание. В опытах 1-3 использовались цилиндрические образцы с кольцевой трещиной на осевое растяжение: в опыте 4-компактные образцы на внецентренное растяжение.В предлагаемой конструкции образца резьбовые кольца изготовлены из стали 45 йбсле термообработки: закалка при 840 С, охлаждение в воде. отпуск при 200 С, Твердость колец НРС = 55-58 единиц.1827576 Составитель И. Когут Техред М,Моргентал Корректор Л. Пилипенко Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2354 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5