Способ определения коэффициента динамического упрочнения материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 129354 1 М 3/3 н ОСУДАРСТНЕННЪЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЭОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(56) Влияние скорости деформирования на запредельные характеристики горных пород. - ФТПРПИ, У 5, 1982, с815.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИНАМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, в частности к испытаниям материалов горных пород, обладающих разбросом прочностных свойств и неоднородностью структуры. Цель изобретеия - сокращение времени и стоимости испытаний за счет уменьшения числа испытуемых образцов и повышение точности определения прочностных характеристик неоднородных материалов. Сущность изобретения заключается втом, что коэффициент динамическогоупрочнения материала определяют прииспытаниях одного и того же образцапутем сопоставления пределов динамической и статической прочности ( 6и В соответственно), Образец вначале подвергают статическому нагружению, доводя напряжения до 5 , после чего, не снимая статической нагрузки, подвергают образец динами.ческому нагружению до разрушения,По значениям предельного напряжения8 , полученного при динамическомнагружении образца, и напряжениюЮ в образце перед динамическимнагружением находят предел динамической прочности б по соотношениюн, л 1- ( опн нз ) /9, +11. Изобретение обеспечивает возможность определения б, 6;, и коэффициентадинамического упрочнения при испытании одного образца, благодаря чемуповышается точность определения прочностных характеристик неоднородныхматериалов. 4 ил.1293547 10 Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к способам определения коэффициента динамического упрочнения, и может быть использовано, 5 преимущественно, при испытании горных пород, обладающих разбросом прочностных свойств и неоднородностью структуры. гР - напряжение в образце пеН )ред динамическим нагружением,8 - предел статической прочности.Коэффициент динамического упрочнения определяют по соотношению полученных пределов динамической и статической прочностиЦелью изобретения является сокра щение времени и стоимости испытаний эа счет уменьшения числа испытуемых образцов и повышения точности опреде ления прочностных характеристик.Сущность изобретения заключается в том, что коэффициент динамического упрочнения испытуемого материала определяют при испытаниях одного и то го же образца путем сопоставления пРеделов динамической и статической прочности.Для этого образец подвергают статическому нагружению, доводя напря жения до ггредела статической прочности, после чего не снимая статической нагрузки, подвергают образец динамическому нагружению до разрушения и находят предел динамической проч ности, используя полученные данные замеров напряжений.На фиг.1 показана типовая диаграмма 8 - Е, напряжение-деформация образца материала; на фиг.2 - диаграмма у, -Е, при динамическом деформировании с различной степенью нарушен- ности, на фиг.З - зависимость относительной величины динамического упрочнения от степени нарушенности об разцов гранита (о) и мрамора (х), на фиг.4 - диаграмма (у, - Е, для образцов угля, полученная при испытаниях.Способ заключается в следующем,Образец материала вначале подвер гают статическому нагружению, при котором достигают предел статической прочности, затем, не снимая статической нагрузки, к образцу прикладывают динамическую нагрузку, дово дя .образец до полного разрушения. Предел динамической прочности Одя определяют по соотношению на и з +1) (1)яя лзгде б - предельное значение, получелное при динамическомнагружении образца,(2)пВ статическом режиме нагружение ведут со скоростью Е, 10 с до Результаты экспериментов для материалов с малым разбросом прочностных свойств (гранита и мрамора) показаны на фиг.2,Оценивая степень нарушенности материалов образцов по положению точки А на ниспадающей ветви диаграммы й, -е, (фиг.2) по зависимости Н= " "- 1 ООЕ, (3)б;можно определить влияние степени нарушенности на величину относительного динамического упрочнения ПНЯг 3 Гнз(4) тех пор, пока не перейден (И ) предел статической прочности, что соответствует точке 1 на диаграмме (7, - е, (фиг 1), После перехода предела статической прочности в образце происходит нарушение структуры, в результате чего несущая способность снижается до величины Г (точка А), Затем увеличивают скорость деформации, доводя ее до динамичес-,о д ких скоростей деформации С, "- 10 с, в результате чего происходит динамическое упрочнение образца, и напряжения сжатия возрастают до величины бн (1 гочка 2) на диаграмме(фиг.1), Полученные значения ВЗ и б подставляют в соотношение (1) и находят значение предела динамической прочностиОрз которое имел бы данный образец, испытанный на динамическую нагрузку.Экспериментальные данные показывают, что с увеличением степени нарушен- ности материала образцов снижается влияние скорости деформации на абсолют ное изменение прочностных показателей.12Экспериментальные зависимости И. (Н) для образцов гранита (о) и мрамора (х) приведены на фиг.З.Экспериментальные диаграммы - Я, для образцов угля, отличающегося значительной неоднородностью структуры и большим разбросом прочностных свойств, показаны на фиг.4. Они получены при скоростях деформации на этапе статического нагружения ОЯ =2 10 с и на этапе динамичесфкого нагружения Е,=10 с. Коэффициентдинамического упрощения испытанного материала, определенный по экспериментальным данным и соотношениям (1) и (2), составляетК= - ф - = - д - = 1,2.%, 144У б 12Спбсоб позволяет уменьшить стоимость и сроки проведения испытанийза счет сокращения числа испытуемыхобразцов,Повьппается точность определенияпрочностных характеристик материалов, обладающих разбросом свойств,в особенности при разбросах, достигающих десятки и сотни процентов,когда сравнение статических и динамических диаграмм, получаемых известными способами, затруднено.ф о р м у л а изобретенияСпособ определения коэффициентадинамического упрочнения материалов, Е25где О и Н - цдл(3Фн- предельное напряжение,полученное при динамическом нагружении образца,- напряжение в образце перед динамическим нагружением,- предел статической прочности образца материала. 93547 4по которому образец испытуемого материала подвергают статическому идинамическому нагружению, находятпределы статической и динамическойпрочности и по их соотношению определяют коэффициент динамическогоупрочнения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью сокращения времени и стоимости испытаний за счет 10 уменьшения числа испытуемых образцов, повышения точности определенияпрочностных характеристик неоднородных материалов, образец материалавначале подвергают статическому на гружению и после достижения пределастатической прочности, не снимая статической нагрузки, образец подвергают динамическому нагружению до полного разрушения, а предел динамичес кой прочности в определяют из сопотношения1293547 е 1 Составитель А.ЗабегаевТехред Л.Сердюкова Корректор А.Ил едактор Н.Слободяник каз 375/4 д.4 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная Тираж 777 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р