SU734531A1

SU734531A1 - Устройство к машине дл механических испытаний трубчатых образцов хрупких материалов

Info

Publication number: SU734531A1
Application number: SU762433517A
Authority: SU
Inventors: Валентин Петрович Зацаринный; Светлана Георгиевна Мирная; Александр Алексеевич Липарев
Original assignee: Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1976-12-24
Publication date: 1980-05-15

Description

Изобретение относится к области механических испытаний, а именно к устройствам для механических испытаний трубчатых образцов хрупких материалов.

Известен захват для испытаний трубчатых образцов, содержащий корпус с гайкой, наружную и внутреннюю конусные цанги, и стержень с навинчиваемой на него гайкой, установленный внутри образца [1]·

Недостатком захвата является возможное появление в местах крепления образца разрушающих напряжений. ’

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство к машине для механических испытаний трубчатых образцов·хрупких материалов, содержащее два соосно * расположенных цилиндрических стакана, у которых одни концы предназначены для прикрепления к машине, а торцы Других выполнены с кольцевыми выточками и предназначены для крепления образцов [2].

В известном устройстве закрепление образца осуществляется установкой его в кольцевые выточки и прик леиванием. Разрушающих напряжений при этом не возникает.

Однако появление неоднородности напряженного состояния материала испытываемых образцов по длине в зоне краевых эффектов при таком креплении отрицательно сказывается, например, при испытании коротких образцов, у которых за расчетную принимается вся их длина, что приводит к снижению точности испытаний на прочность.

Целью изобретения является повышение точности испытаний.

Указанная цель достигается тем, что кольцевые выточки выполнены посередине стенок стаканов, а стенки стаканов имеют радиальные продольные прорези.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 — эпюра тангенциальных напряжений крайних наружных слоев образца и стенок стакана: а) при испытании на растяжение; (S’) при испытании внутренним давлением; на фиг. 3 — разрез А—А на фиг.1.

Устройство содержит два. соосно расположенных цилиндрических стака3 /34531 на 1 и 2, у которых одни концы 3, 4 крепятся к тягам 5,6 машины (на фигурах не показана), а на торцах других концов 7, 8 выполнены кольцевые выточки 9, 10, в которые установлен испытуемый образец 11, Причем толщина стенок стаканов 1 и 2 выбрана из условий равенства деформаций их и образца 11.

В случае, когда упругие свойства материалов стаканов и образца отличаются друг от друга, толщина стенок стаканов 1 и 2 выбирается из соотношения __ 7_οΈ>ο ^ЕИо(т»о-0о> ’

		— коэффициенты Пуассона· материалов стакана и образца;
^ЕС'	^Ео	— модули Юнга материалов стакана и образца;
°C'		— наружные диаметры стакана и образца;
	^do	— внутренние диаметры стакана и образца.

Соотношение обеспечивает равенство деформации стаканов и образца под действием испытательной нагрузки.

В частном случае, когда материалы стаканов и образца близки по упругим

У о свойствам, то есть - £ > внешне ^fco ние и внутренние диаметры стакана и образца выбираются равными.

Для уменьшения напряжений в местах крепления образца 11 (в зоне краевых эффектов) кольцевые выточки 9, 10 стаканов имеют радиальные прорези 12. Такая конструкция обеспечивает получение линейного напряженного состояния по всей длине испытуемого образца, то есть позволяет производить испытания также и в местах захвата.

Устройство работает следующим образом.

При испытании на сжатие образец 11 устанавливают в кольцевые выточ-.

ки 9 и 10. Нагрузка на него передается через стаканы 1 и 2, и по всей длине образца 11 создается одновременное напряженное состояние (см. фиг!2а). С увеличением длины стаканов состояние становится все более равномерным. При испытании на растяжение, кручение, внутреннее давление образцы вклеиваются в кольцевые выточки. При воздействии внутреннего давления (см.фиг.20) напряжение в стенках стаканов меняет знак у места присоединения их к тягам машины, а на образце напряженное состояние также получается равномерным.

Таким образом, при различных видах механических испытаний за счет ликвидации в устройстве краевых эффектов создается напряженное состояние, близкое к линейному по всей длине испытуемого образца, отчего точность испытаний повышается.

Claims

на 1 и 2, у которых одни концы 3, 4 креп тс к т гам 5,6 машины (на фигурах не показана), а на торцах других концов 7, 8 выполнены кольце вые выточки 9, 10, в которые установлен испытуемый образец 11, Причем толщина стенок стаканов 1 и 2 выбрана из услови-й равенства деформаций их и образца 11. В случае, когда упругие свойства материалов стаканов и образца отличадотс друг от друга, толщина стенок стаканов 1 и 2 выбираетс из соотношени ) №-6 -коэффициенты Пуассона материалов стакана и образца; Е, Ед - модули Юнга материало стакана и образца; D, D - наружные диаметры ста кана и образца; -внутренние диаметры с кана и образца. Соотношение обеспечивает равенство деформации стаканов и образца под действием испытательной нагрузк В частном случае, когда материал стаканов и образца близки по упруги VJc Vo свойствам, то есть - вне ЕС о ние и внутренние диаметры стакана и образца выбираютс равными. Дл уменьшени напр жений в мест креплени образца 11 (в зоне краевы эффектов) кольцевые выточки 9, 10 стаканов имеют радиальные прорези 1 Така конструкци обеспечивает полу чение линейного напр женного состо ни по всей длине испытуемого образ ца, то есть позвол ет производить испытани также и в местах захвата Устройство работает следующим образом. При испытании на сжатие образец 11 устанавливают в кольцевые выточки 9 и 10. Нагрузка на него передаетс через стаканы 1 и 2, и по всей длине образца 11 создаетс одновременное напр женное состо ние (см. фиг12а). С увеличением длины стаканов состо ние становитс все более равномерным. При испытании на раст жение , кручение, внутреннее давление образцы вклеиваютс в кольцевые выточки. При воздействии внутреннего давлени (см.фиг.) напр жение в стенках стаканов мен ет знак у места присоединени их к т гам машины , а на образце напр женное состо ние также получаетс равномерным. Таким образом, при различных видах механических испытаний за счет ликвидации в устройстве краевых эффектов создаетс напр женное состо ние , близкое к линейному по всей длине испытуемого образца, отчего точность испытаний повышаетс . Формула изобретени Устройство к машине дл механических испытаний трубчатых образцов .хрупких материалов, содержащее два соосно расположенных цилиндрических стакана, у которых одни концы прадназначены дл прикреплени к машине, а торцы других выполнены с кольцевыми выточками и предназначены дл креплени образцов,.отличающеес тем, что, с целью повышени точности испытаний,- кольцевые выточки выполнены посередине стенок стаканов, а стенки стаканов имеют радиальные продольные прорези. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 439722, кл. G 01 N 3/04, 1972.
2. Проблемы прочности , 1973, № 10, с. 17-22, ст. К методике испытани стекла на одноосное сжатие , Г.С. Писаренко и др. (прототип ) ,

L

Растл ение

I

X

Раст тенив

Иг

фиг. 2