SU1758540A1

SU1758540A1 - Способ контрол прочности керамического издели на изгиб

Info

Publication number: SU1758540A1
Application number: SU904892798A
Authority: SU
Inventors: Сергей Григорьевич Никольский
Original assignee: С.Г.Никольский
Priority date: 1990-12-19
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике Цель изобретени - повышение информативности за счет определени не только прочности, но и долговечности. Предложено замер ть ьшрпну и длин/ трещины , разбивавшейс R , образцов, разрушенных с регистрацией акустической эмиссии, а изделие нафу-к п до иозникно- вени стабильной скорости и несколько меньшей нагрузки при повторном нагружении. Основой способа вл етс экспериментально установленный факт, что при изгиба поперечной силой разрушение подготавливаетс развитием трещины в услови х поперечного сдвига и лишь завершаетс отрывом. 3 ил.

Description

Изобретение относитс к неразрушающему контролю прочности по сигналам акустической эмиссии (АЭ) при нафуженьи издели и может быть использовано при изгибе изделий из хрупких материалов поперечной силой

Цель изобретени - повышение информативности за счет определени не только предела прочности (т,м при заданной скорости монотонного чагружени , но и предела длительной прочности оа , а также долговечности при напр жении .

На фиг. 1 показана зависимость скорости счета АЭ N от нагрузки Р при посто нной скорости увеличени Р, и прин ты обозначени , I - участок с возрастающей скоростью счета N; II - участок развити трещины с посто нной скоростью от нейтральной линии, III - участок докритического развити трещины отрывом; NCT - сравнительно стабильное значение скорости счета при развитии трещины от н,л,; Ркр - критическое значение нагрузки; на фиг. 2 -3gan симость скорости роста трещины V и N от

коэффициента интенсивности напрр кений Кп при поперечном смоиге, и прин ты обозначени : Кпо значение Кп, соотсетсгвую- щее стабилизации скорости трещины. /пл - стабильна скоростьфосга трещины, МПл - соответствующа ей N A3. На фиг 3 показаны параметры трещины, рззвивзющейс ог н.л, и видимой в изломе: I - ширима трещины , Zp- координата усгьч трещины п момент катастрофического разрушени

Способ реализует ,, -м образом.

Несколько образцов довод т до разрушени , изгиба посередине пролета монотонно возрастающей силой Р, регистриру изменение N АЭ во времени 5 тех изломах, в которых видны следы развита трещины от н.л. (см фиг. 3), зрмерт от трещины Zp и I и рассчиП ЕО Сп н- льные напр жени ор в момент кгтасгрофичоско- го разрушени при Z Zn, по осциллограммам определ ю) врем tcr, в течение которого развивалась трещина or н.л., как врем от момента начала II iacTi n (см фиг. 1) до момента разрушени oopaatin Га десл

км--S

VI

сл ш сл

|

a jacMl

лив Zp на соответствующие tCT, наход т значени VCT стабильной скорости трещины при нагружении с заданным темпом, а затем их среднее tfCT. Умножив VCT на 0,85, наход т стабильную скорость трещины УПл (см. фиг. 2) при отсутствии микрорастрескивани . Умножив op на соответствующее значение Л наход т opjl Kic/Y, где Y - коэффициент, учитывающий геометрию трещины , а затем среднее значение op VT. Разделив NCT (фиг. 1) на соответствующее I, наход т значени К1СтЛ и их среднее (Ncr/l). При найденных по результатам испытаний образцов значени х Vcr(Ncr/l) и ар VTonpe- деление предела прочности опч издели при нагружении с заданной скоростью роста 7максимального напр жени сводитс к нагружению издели с а до возникновени нагрузки Рст. Разделив NCT на (Ncr/l), найдем длину I фронта трещины в изделии, а разделив Op vl на I, получим значение напр жени Ор в точке с координатой Zp, в которой докритическое развитие сдвигом трещины от н.л. перейдет в закритическое отрывом. Но опч Op /Zp, a Zp VCT (опч - OCT)/CF , где h - рассто ние от н.л. до точки с наибольшими раст гивающими напр жени ми и (7Ст - наибольшее напр жекние при Р РСТ. Следовательно, опч (Op VTj/cr:

(СТпч -Ост) ИЛИ

+

(gpvfjhor

тег

Дл прогнозировани долговечности при посто нной нагрузке Р необходимо довести до разрушени несколько образцов в услови х Р const с регистрацией АЭ и зафиксировать продолжительность t пла- то, т.е. продолжительность стабильной N АЭ перед разрушением, а в изломах образцов замерить Zp (см. фиг. 3). По этим результатам можно дл каждого образца расчитать длину трещины, отвечающую началу пла- то: 2пп Zp - Упл inn, а затем расчитать КПл гпл vrZ и среднее КПл.

Контролируемое изделие следует нагру- жзть,с Р (kmst до возникновени стабиль- ной N АЭ и зарегистрировать максимальное значение нагрузки Рмакс и продолжительность tCT стабильной перед разгрузкой. При повторном нагружении до PZ ж 0,9Рмзкс микрорастрескивание и соответствующа АЭ отсутствует, а АЭ развивающейс трещины возникает при Pi Pz. Зарегистрировав N АЭ при Pi и Ра, изделие следует разгрузить. При Кпо Кп Уппл скорость V роста трещины зависит от коэффициента интенсивности напр жений Кп(фиг. 2):

V AKn AYn ( (rVZ)n. (1)

Дл ее использовани при прогнозировании долговечности необходимо знать n, A или М, а также значение Кппл. Так как N пропорциональна V, то, пренебрега ростом трещины за врем повторного нагруже- ни , можно считать, что Ni/№ (Pi/P2), a n (gKh/N2)/(lgPi/P2). Подставив в (1) рас- читанные значени V™, КПл и п, находим А или М. Так как при первом нагружении регистрируетс значение йсь.то можно найти NCT/(NcT/l), Ор (7pV|yVr , Z гмакс op/Омахе и значение Кп в момент разрушени (при Z Zp). Кр , где 7макс - Q рассто ние от наибольшего раст гивающего напр жени до н.л. Если Кр Кппл, то врем 1 R до разрушени издели при Р const (или a- const) определ ют по формуле

0

5

Vn

ZH

dZ VZ

(2)

0

5

0 5

где Znrt Кппл2/ т2 ; ZH VCT tCT;

V(Z) ()n,

т- напр жение при соответствующей координате Z.

Если Кр Кппл, то первое слагаемое правой части (2) исчезает, а верхний предел интеграла должен быть заменен на Zp.

По нагрузке PI, при которой в процессе повторного нагружени возникает АЭ, можно расчитать предел длительной прочности в услови х посто нной нагрузки.

Предложенный способ контрол прочности позвол ет оценить предел прочности, врем до разрушени и предел длительной прочности тех наиболее прочных изделий, разрушение которых подготавливаетс сдвигом и лишь завершаетс отрывом, т.е. тех изделий, к которым не применим традиционный подход, основанный на зависимости V от KL

Claims

Формула изобретени

Способ контрол прочности керамического издели на изгиб, заключающийс в том, что образец издели нагружают, до разрушени и по параметрам излома суд т о прочности, отличающийс тем, что, с целью повышени информативности путем определени не только прочности, но и долговечности издели , до разрушени образца регистрируют величину и продолжительность стабильной скорости счета акустической эмиссии, после разрушени образца измер ют ширину и длину трещины в его изломе, контролируемое изделие нагружают до по влени стабильной скорости счета акустической эмиссии, регистрируют величину и продолжительность стабильной скорости счета акустической эмиссии, о прочности издели суд т по стабильной скорости счета акустической эмиссии дл издели с учетом соотношени стабильной скорости счета акустической эмиссии и ширины трещины в образце, а о долговечности суд т по продолжительности стабильной скорости счета акустической эмиссии дл издели с учетом продолжительности стабильной скорости счета акустической эмиссии и длины трещины в образце.

KlOtfgft/i

Коэффициент iMmeHCufaiOtyni/ #&лр ж&л/1/ /f

Фиг. 2

Ґ

i

i

I

Cs

ЩигЗ