RU1816996C - Method of fatigue tests of composite materials - Google Patents

Method of fatigue tests of composite materials

Info

Publication number
RU1816996C
RU1816996C SU4945819A RU1816996C RU 1816996 C RU1816996 C RU 1816996C SU 4945819 A SU4945819 A SU 4945819A RU 1816996 C RU1816996 C RU 1816996C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elastic modulus
composite materials
damage
sample
determined
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Алексеевич Поспелов
Original Assignee
Военная академия им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военная академия им.Ф.Э.Дзержинского filed Critical Военная академия им.Ф.Э.Дзержинского
Priority to SU4945819 priority Critical patent/RU1816996C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1816996C publication Critical patent/RU1816996C/en

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к механическим испытани м, а именно к способам устэлостных испытаний композиционных материалов . Цель изобретени  - повышение достоверности путем уточнени  нормировки кривой поврежденное™. Два образца циклически нагружают при одинаковом начальном уровне напр жений, один - в м гком, а другой - в жестком режимах. По соотношению долговечностей образцов суд т о предельном снижении модул  упругости материала. В качестве характеристики поврежденное™ определ ют отношение снижени  величины модул  упругости к предельному значению. 3 ил.The invention relates to mechanical testing, and in particular, to methods of proactive testing of composite materials. The purpose of the invention is to increase confidence by refining the normalization of the damaged ™ curve. Two samples are cyclically loaded at the same initial stress level, one in soft, and the other in hard conditions. The ratio of the durability of the samples indicates the ultimate decrease in the elastic modulus of the material. As a defective ™ characteristic, the ratio of the reduction in the elastic modulus to the limit value is determined. 3 ill.

Description

Изобретение относитс  к механическим испытани м, к способам уг.тэлостных испытаний композиционных материалов.The invention relates to mechanical tests, to methods for carbon-electric tests of composite materials.

Цель изобретени  - повышение достоверности определени  кривой поврежденное™ путем уточнени  ее нормировки.The purpose of the invention is to increase the reliability of determining a damaged ™ curve by refining its normalization.

На фиг. 1 показан закон изменени  на-, пр жени  при м гком режиме; на фиг. 2 - закон изменени  относительной жесткости; на фиг. 3 - соответствующий жесткий режим нагружени .In FIG. Figure 1 shows the law of variation of voltage under soft mode; in FIG. 2 - law of variation of relative stiffness; in FIG. 3 is a corresponding hard loading mode.

Устройство дл  реализации способа представл ет собой стандартную испытательную машину с нагружателем циклической нагрузкой в м гком и жестком режимах, снабжени  счетчиком числа циклов и средствами регистрации диаграммы раст жени  дл  определени  текущей жесткости образца. Такие испытательные машины широко известны и используютс  дл  усталостных испытаний (см. Л.М. Школьник. Методика усталостных испытаний, М.. Металлурги , 1978, см. 160-210).The device for implementing the method is a standard test machine with a soft and hard cyclic load loader, equipped with a cycle counter and means for recording the tensile diagram to determine the current stiffness of the sample. Such testing machines are widely known and are used for fatigue tests (see L. M. Shkolnik. Fatigue Test Methodology, M .. Metallurgists, 1978, see 160-210).

Способ реализуетс  следующим образом .The method is implemented as follows.

Предварительно дл  исследуемого материала определ ютс  известным методом характеристики усталостной кривой. Эти характеристики могут быть вз ты из справочной литературы, либо провод тс  предварительные испытани  и строитс  зависимость напр жени  -долговечность, Нагружаетс  образец в м гком режиме иPreviously, the characteristics of the fatigue curve are determined for the test material by known methods. These characteristics can be taken from the reference literature, or preliminary tests are carried out and the voltage – durability relationship is built. The sample is loaded in soft mode and

определ етс  зависимость f (n), гдеthe dependence f (n) is determined, where

toto

n - число циклов; АЕ -величина снижени  модул  упругости; Е0 - начальное значение модул  упругости (соответствующее неповрежденному материалу). Поскольку предельное значение поврежденности v равно 1, указанную зависимость подвергают тарировкеn is the number of cycles; AE is the magnitude of the decrease in elastic modulus; E0 is the initial value of the elastic modulus (corresponding to intact material). Since the limit value of damage v is 1, this dependence is subjected to calibration

елate

СWITH

0000

О ЮOh Yu

юYu

оabout

v -v -

ALAL

ЕОSW

(D(D

где К where k

предельное значение уменьшени  модул  упругости.limiting value of elastic modulus reduction.

По долго веч н ост м образца в жестком режиме Мж и в м гком режиме NM можно определить предельное знэче ние АЕПр/Е0, т.е. можно определить т&рировочный коэффициент . Например, в случае линейного накоплени  повреждений по закону Пальмгрена-Майнера, указанную величину с достаточной степенью точности можно определить по формулеUsing the long-term sample constant in the hard MF mode and in the soft NM mode, one can determine the limiting value of AEPr / E0, i.e. the t & calibration factor can be determined. For example, in the case of linear damage accumulation according to the Palmgren-Miner law, the indicated value can be determined with a sufficient degree of accuracy by the formula

где m - показатель степени в аппроксимации усталостной кривойwhere m is the exponent in the approximation of the fatigue curve

N N

(3)(3)

Сущность за вленного способа состоит в следующем.The essence of the claimed method consists in the following.

В достаточно общем случае закон суммировани  повреждений представим в видеIn a fairly general case, the law of summing damage is presented in the form

-v-g-v-g

11

dn ,dn

где а- константа.where a is a constant.

пользуемс разложением в р д Миклорена с удержанием квадратичных по К членов. В этом случаеwe use the expansion in the Mikloren series with retention of terms quadratic in K. In this case

Ыж NMBj NM

km 2km 2

1010

откуда следует формула (2).whence formula (2) follows.

Пример. Рассмотрим ортогонально армированный эпоксидный, циклически на Example. Consider an orthogonally reinforced epoxy, cyclically on

груженный на частоте 10 Гц при максимальном напр жении цикла 0,5 от предельного статического напр жени .loaded at a frequency of 10 Hz with a maximum cycle voltage of 0.5 of the limiting static voltage.

Максимальное относительное измене15 ние модул  упругости при измерении его в соответствии с прототипом составл ет величину пор дка 18%. Измерить эту величину достаточно точно непосредственно затруднено, поскольку крива  изменени The maximum relative change in the elastic modulus when measured in accordance with the prototype is about 18%. It is quite difficult to directly measure this value directly, since the change curve

20 жесткости на последнем этапе нагружени  измен етс  достаточно резко, поэтому указанна  величина  вл етс  заниженной. Аппроксимаци  усталостной кривой позвол ет найти показатель m 12,6 в данном диапа25 зоне напр жений. При указанном уровне напр жений 100 тыс. циклов, а Ыж- 270 тыс. циклов., Тогда уточненное значение:20 stiffness at the last stage of loading changes quite sharply, therefore, the indicated value is underestimated. The approximation of the fatigue curve allows one to find the exponent m 12.6 in this range of stresses. With the indicated voltage level of 100 thousand cycles, and L-270 thousand cycles. Then the specified value:

30thirty

-(2,7- 1)«0.27. - (2.7-1) 0.27.

ДЕDE

о о0 (1 ) (1 -kv),(5)o o0 (1) (1 -kv), (5)

то с учетом условий (1-3) и (5), из уравнени  (4) получим уравнение видаthen, taking into account conditions (1-3) and (5), from equation (4) we obtain an equation of the form

1 -а1st

,- а,- and

dv v-4r(1 И-) -Ј-Ooncln dv v-4r (1 I-) -Ј-Ooncln

аand

-Ј-dn. -Ј-dn.

NMNM

(6)(6)

Проинтегрировав уравнение (6), получим равенство видаIntegrating equation (6), we obtain an equality of the form

± v±-«-(kr NM a J0 а ± v ± - «- (kr NM a J0 a

))

В случае линейного суммировани  повреждений 1. получимIn the case of a linear summation of damage 1. get

N 1M ft - N 1M ft -

N7 ) 11 n kj J N7) 11 n kj J

Поскольку в известных композиционных материалах падение модул  упругости происходит на 15-25%, величина k « 1, восТаким образом, уточненное значение предельной характеристики поврежденно- 35 сти, на которую необходимо ее отнормиро- вать, равно 27%.Since the elastic modulus decreases in known composite materials by 15–25%, the quantity k «1, therefore, the specified value of the ultimate characteristic of damage 35 to which it is necessary to normalize is 27%.

00

55

00

55

Claims (1)

Формула изобретени  Способ усталостных испытаний композиционных материалов, заключающийс  в том, что образец материала циклически нагружают в м гком режиме и определ ют ха- рэктеристи(су поврежденности материала по снижению его модул  упругости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности путем уточнени  нормировки кривой поврежденности, дополнительный образец, аналогичный основному, циклически нагружают в жестком режиме при начальном уровне напр жений, равном уровню напр жений основного образца в м гком режиме, и определ ют предельное снижение модул  упругости материала с учетом соотношени  долговечностей образцов при м гком и соответствующем жестком режимах, а п качестве характеристики поврежденности определ ют отношение величины снижени  модул  упругости к ее предельному значению.SUMMARY OF THE INVENTION A method of fatigue testing of composite materials, namely, that a sample of material is cyclically loaded in soft mode and the characteristics are determined (damage to the material by reducing its elastic modulus, characterized in that, in order to increase reliability by refining the normalization of the curve damage, an additional sample, similar to the main one, is cyclically loaded in a hard mode at an initial stress level equal to the stress level of the main sample in a soft mode, and ate dissolved limit decrease elastic modulus in view of durability of the material ratios of samples under mild conditions and corresponding hard and n as determined characteristics damage reduction ratio of elastic modulus to its limiting value. Ф«г.гF "g
SU4945819 1991-04-16 1991-04-16 Method of fatigue tests of composite materials RU1816996C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4945819 RU1816996C (en) 1991-04-16 1991-04-16 Method of fatigue tests of composite materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4945819 RU1816996C (en) 1991-04-16 1991-04-16 Method of fatigue tests of composite materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1816996C true RU1816996C (en) 1993-05-23

Family

ID=21579462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4945819 RU1816996C (en) 1991-04-16 1991-04-16 Method of fatigue tests of composite materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1816996C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10571360B2 (en) * 2013-03-11 2020-02-25 Board Of Trustees Of Michigan State University Methods for estimating remaining life of a monitored structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Рейфенайдер К. Повреждение конструкций из композитов в процессе эксплуатации, сборник Прикладна механика композитов М, Мир, 1989, стр. 108-125. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10571360B2 (en) * 2013-03-11 2020-02-25 Board Of Trustees Of Michigan State University Methods for estimating remaining life of a monitored structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Philippoff Mechanical investigations of elastomers in a wide range of frequencies
RU1816996C (en) Method of fatigue tests of composite materials
US6809541B2 (en) Testing apparatus embedded in scribe line and a method thereof
Meissner Combined constant strain rate and stress relaxation test for linear viscoelastic studies
Bateman et al. Calibration of a Hopkinson bar with a transfer standard
KR19980070644A (en) Quality discrimination for precise inspection of selected capacitors
SU1587381A1 (en) Method of testing rocks for creep
US20030052700A1 (en) Extraction of interconnect parasitics
SU1525533A1 (en) Method of determining elastoviscoplastic characteristics of metal materials in static loading
SU1293539A1 (en) Method of testing for stress relaxation
SU1632158A1 (en) Method of testing hte cyclic durability of metallic materials
SU1100586A1 (en) Method of rejecting noise avalanche transit time diodes
SU991249A1 (en) Material fatigue damage determination method
SU1035462A1 (en) Method for determination of heat generation in material
Mack New procedures to characterize drift and non-linear effects of piezoelectric force sensors
SU1061248A1 (en) Method of measuring delay time
SU890132A1 (en) Material specimen creeping characteristic determination method
SU1033920A1 (en) Material fatigue damage degree determination method
SU1578572A1 (en) Method of determining dynamic mechanical characteristics of materials
SU1422104A1 (en) Method of determining limit of durable strength of rocks
FI87118B (en) FOERFARANDE FOER BESTAEMNING AV FUNKTIONS- OCH AOTERVAENDNINGSPUNKTEN I EN GRAENSVAERDESANORDNING.
SU838591A1 (en) Method of determining transforming coefficient of piezoaccelerometer
SU1566262A1 (en) Method of determining residual stresses in material of plastically bent part
Odom et al. Development of an improved compression specimen geometry for unreinforced polymers
SU1221531A1 (en) Method of testing objects for reliability