SU1499164A1

SU1499164A1 - Method of determining energy characteristics of fracture

Info

Publication number: SU1499164A1
Application number: SU874286466A
Authority: SU
Inventors: Юрий Аршавирович Костандов; Сергей Иванович Федоркин
Original assignee: Симферопольский государственный университет им.М.В.Фрунзе
Priority date: 1987-07-20
Filing date: 1987-07-20
Publication date: 1989-08-07

Abstract

Изобретение относитс к исследованию механических свойств материалов. Целью изобретени вл етс определение удельной энергии разрушени при динамической деформации. Дл этого два идентичных образца в виде пластин с надрезом нагружают различной статической раст гивающей силой и прикладывают к ним одинаковый импульс силы. Измер ют длины образовавшихс трещин и удлинени образцов. Удельную энергию разрушени вычисл ют по формуле γ=1/2D^.(P₂L₂-P₁L₁)/(L₂-L₁), где P₁ и P₂ - величины статической раст гивающей силыThe invention relates to the study of the mechanical properties of materials. The aim of the invention is to determine the specific energy of destruction during dynamic deformation. To do this, two identical notched sample plates are loaded with different static tensile force and an identical force pulse is applied to them. The lengths of the cracks formed and the elongation of the samples are measured. The specific energy of destruction is calculated by the formula γ = 1 / 2D ^. (P ₂ L ₂ -P ₁ L ₁ ) / (L ₂ -L ₁ ), where P ₁ and P ₂ are the values of the static tensile force

L₁ и L₂ - длины образовавшихс трещинL ₁ and L ₂ - the lengths of the formed cracks

L₁ и L₂ - удлинени образцовL ₁ and L ₂ - elongation of samples

D - толщина образцов. Благодар испытанию двух образцов, подвергаемых различному статическому и одинаковому динамическому нагружению, становитс возможным нахождение удельной энергии разрушени по характеристикам состо ни образца до и после испытани .D is the thickness of the samples. By testing two specimens subjected to different static and identical dynamic loading, it becomes possible to find the specific energy of destruction according to the characteristics of the state of the specimen before and after the test.

Description

1one

(21)4286466/25-28(21) 4286466 / 25-28

(22)20.(22) 20.

(46) 07.08.89о Бкш. № 29(46) 07.08.89o Bksh. Number 29

(71)Симферопольский государственный университет им. М.ВоФрунзе(71) Simferopol State University. M.VoFrunze

(72)Ю.А„Костандов и С.И.Федоркин(72) Yu.A. Kostandov and S.I. Fedorkin

(53)620.178.7(088.8)(53) 620.178.7 (088.8)

(56)Партой В.Зо, Морозов Е.М Механика упругопластического разрушени . - М.: Наука, 1985, с. 49-50.(56) Party V.Zo, Morozov E.M. Mechanics of elastoplastic destruction. - M .: Science, 1985, p. 49-50.

Золотаревский ВоС. Механические испытани и свойства металлов, - М.: Металлурги , 1974, с 207-209.Zolotarevskiy Boc. Mechanical tests and properties of metals, - M .: Metallurgi, 1974, p. 207-209.

Ripling E.J., Crosley P.В. A review ob static crack arrest concepts . - Engineering Fracture Mechanics , V. 23, 1986, № 1, p. 21-33.Ripling E.J., Crosley P.V. A review ob static crack arrest concepts. - Engineering Fracture Mechanics, V. 23, 1986, No. 1, p. 21-33.

(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРУШЕНИЯ(54) METHOD FOR DETERMINING ENERGY CHARACTERISTICS OF DESTRUCTION

(57)Изобретение относитс к исследовании механических свойств матери- алоВо Целью изобретени вл етс определение удельной энергии разрушени при динамической деформации. Дл этого два идентичных образца в виде пластин с надрезом нагружают различной статической раст гивающей силой и прикладывают к ним одинаковый импульс снпы. Измер ют длины образовавшихс трещин и удлинени образцов. Удельную энергию разрушени вычисл ют по формуле 1/2d (Pjli - Р, 1,)/(Ь - L,), где Р, и Pi - величины статической раст гивающей силы: 1, и Ij - удлинени образцов;Ь и Lg - длины образовавшихс трещин; d - толщина образцов Благодар испытанию двух образцов, подвергаемых различному статическому и одинаковому динамическому нагружеиюо, становитс возможным нахождение удельной энер- . гии разрушени по характеристикам состо ни образца до и после испытани .(57) The invention relates to the study of the mechanical properties of a material. The purpose of the invention is to determine the specific energy of destruction during dynamic deformation. For this, two identical notched sample plates are loaded with different static tensile force and an equal impulse is applied to them. The lengths of the cracks formed and the elongation of the samples are measured. The specific fracture energy is calculated using the formula 1 / 2d (Pjli - P, 1,) / (L - L,), where P, and Pi are the static tensile strengths: 1, and Ij are the elongations of the samples; b and Lg are fracture lengths; d - specimen thickness Thanks to the testing of two samples subjected to different static and identical dynamic loading, it becomes possible to find the specific energy. destruction characteristics according to the characteristics of the sample before and after testing.

с S5with S5

(Л(L

Изобретение относитс к области исследовани механических свойств материалов, а именно к способам определени энергетических характеристик разрушени .The invention relates to the field of studying the mechanical properties of materials, in particular, to methods for determining the energy characteristics of destruction.

Целью изобретени вл етс определение удельной энергии разрушени при динамическом нагружении.The aim of the invention is to determine the specific energy of destruction under dynamic loading.

Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.

Из исследуемого материала изготавливают два одинаковых образца в видеTwo identical samples are made of the studied material in the form of

пластин шириной d с надрезом. Первый образец нагружают на статической машине раст гиваюр(ей силой Р в направлении , перпендикул рном плоскости разреза. После этого к берегам надреза прикладывают динамическую нагрузку, например, осуществл в вершине надреза взрыв проводника пропусканием через него импульса тока. В результате в образце возникает трещина длиной и образец получает удлинение 1(, Трещина имеетконеч4plates with a width d notched. The first specimen is loaded with a static tensile machine (with a force P in the direction perpendicular to the section plane). Then a dynamic load is applied to the notch banks, for example, a conductor is blown through the tip of the notch by passing a current pulse through it. and the sample gets an elongation of 1 (, the crack has an end

;о хabout x

а but

31А31A

ную длину, поскольку врем импульсного воздействи меньше времени , необходимого дл пробега трещины через весь образец,, . because the pulse time is less than the time required for the crack to pass through the entire sample.

Второй образец испытывают аналогичным образом, нагружа его статической раст гивающей силой Р, не равной Р(, и прикладыва такую же, как и к первому образцу, динамичес- кую нагрузку. Регистрируют длину L образовавшейс трещины и удлинение 1 образцаThe second sample is tested in a similar way, loading it with a static tensile force P, not equal to P (and applying a dynamic load equal to the first sample. Record the length L of the formed crack and the elongation of 1 sample

Удельную энергию V разрушени вычисл ют по формулеThe specific energy V destruction is calculated by the formula

УHave

1 Рг1г - Рл1. 2d1 Pr1g - Rl1. 2d

LZ - ЦLZ - C

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет определить удельную энергию разрушени при динамическом нагружении по характеристикам состо ни образца до и после испытаний не производ измерений в процессе испытани .Thus, the proposed method makes it possible to determine the specific energy of destruction under dynamic loading from the characteristics of the state of the sample before and after testing, and not to make measurements during the test.

П р и м е р„ Определ лась удельна энерги разрушени полиметилмета- крилата. Из исследуемого материала изготовлены два идентичных образца в виде пластин размерами 120«100 4 мм, в каждой из которых посередине длины наибольшей грани и перпендикул рно ей выполнен надрез длиной 25 мм с радиусом при вершине 0,05 мм. Один из образцов помещен в захваты нагружающего устройства с приспособлением дл измерени удлинени образца и нагружен статической раст гивающей нагрузкой Р , равной 500 Н, в направлении, перпендикул рном плоскости надреза. В этом же направлении воздействовали на образец импульсом раст жени , дл «его осуществл ли в вершине надреза взрыв проводника, выполненного из металлической ленты размерами ,5 1(0,4 мм, при пропускании через него импульса тока амплитудой 20 мА и длительностью 40 мкс„ При взрыве проводника в вершине надреза возникал импульс раст гивающих напр жений , что приводило к образованию в образце трещины конечной длины L и удлинению образца на величину 1 , значени которых измер лиEXAMPLE The specific energy of destruction of polymethylmethacrylate was determined. Two identical specimens in the form of plates with dimensions of 120 100 100 4 mm were made from the material under investigation, in each of which a 25-mm-long notch with a radius of 0.05 mm at the top was cut perpendicular to it and perpendicular to it. One of the samples was placed in the grips of a loading device with a device for measuring the elongation of the sample and loaded with a static tensile load P equal to 500 N in the direction perpendicular to the notch plane. In the same direction, the sample was impacted by a stretching impulse. When a conductor exploded at the top of a notch, an impulse of tensile stress appeared, which led to the formation of a crack of finite length L in the sample and elongation of the sample by the value of 1, whose values were measured

Затем в захваты нагружающего устройства помещали второй образец и нагружали его статической раст гивающей нагрузкой Р, равной 1000 Н Так же, как и в первом случае, воздействовали на образец таким же импульсом раст жени Измер ли длину L, образовавшейс при этом трещины и удлинение образца 1. По указанной формуле определ ли удельную энергию разрушени Then, a second sample was placed in the grips of the loading device and loaded with a static tensile load P equal to 1000 N. As in the first case, the sample was subjected to the same stretching pulse. The length L formed during this crack and the elongation of sample 1 were measured. According to this formula, determine the specific energy of destruction

Claims

Invention Formula

The method for determining the energy characteristic of fracture, in which the notched specimen is loaded with a static tensile force,

apply a dynamic force to the notches, measure the length of the cracks formed and calculate the desired value using this length and the value of the static force, so that, in order to determine the specific fracture energy under dynamic loading, test two identical samples, loading them with different static force,

but with the same dynamic force, record the elongation of the sample when a crack is formed in it and calculate the specific fracture energy V by the formula

If

I rag - ra

where P and P are static values

tensile force; L, and LJ - lengths formed

cracks;

1, and 1, - elongation of samples during the formation of cracks in them; d is the sample thickness.