SU945739A1

SU945739A1 - Способ определени динамической прочности материала

Info

Publication number: SU945739A1
Application number: SU803008677A
Authority: SU
Inventors: Леонид Иосифович Слепян; Владислав Борисович Васильков; Александр Ювенальевич Карпов
Original assignee: Войсковая часть 70170
Priority date: 1980-11-21
Filing date: 1980-11-21
Publication date: 1982-07-23

Description

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств твердых материалов, а именно к способу оп. ределения динамической прочности льда.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения динамической прочности материалапутем ударного внедрения, индентора в образец исследуемого материала. Расчет прочности исследуемого материала производится по результатам замера образующегося отпечатка и.

Однако при определении динамической прочности льда известным способом результаты испытаний имеют существенный разброс, который обусловлен случайными размерами и расположением трещин и других дефектов, ослабляющими лед. При внедрении индентора в образец льда зона разрушения (дробление льда, сетка трещин) рас2 пространяется на значительное расстояние от индентора. В связи с этим при испытании путем внедрения индентора в образцы ограниченных разМеров со свободными баковыми поверхностями образцы нередко разлетаются- на отдельные части, их сопротивление внедрению резко снижается по сравнению с натурными условиями.

ю

Цель изобретения - повышение точности измерения динамической прочности льда.

Указанная цель достигается тем, ₁₅ что боковую поверхность образца нагружают равномерным давлением в диапазоне 7*10®- 15 *10®Па.

Боковое давление в указанном ди•апаз’оне, сужая зону разрушения, ис20 кпючает влияние боковой поверхности образца на сопротивляемость льда внедрению индентора, т,е. на измеряемую величину динамической прочности льда.

На фиг. 1 показана зависимость глубины внедрения индентора в·образец льда от температуры в интервале О— “50°С) на фиг. 2 - зависимость динамической прочности льда ₅от давления на боковую поверхность при температуре ~5^tiC.

Способ осуществляется следующим образом.

Цилиндрические образцы льда^диа- ю метром, превышающим диаметр индентора не более чем в 20-30 раз, устанавливают в бак. Между боковой стенкой бака и боковой поверхностью испытуемого образца помещеют эластич- 15 ный мешок, в который подают антифри? и' мешок плотно прилегает ко всей боковой поверхности испытуемого образца льда и обеспечивает требуемые в опыте условия испытания. Ударное нагру- _2ржение торцевой поверхности испытуемого образца льда осуществляют индентором определенного диаметра и массы. Динамическую прочность определяют по глубине внедрения индентора в лед.

Пример. Испытанию подвергались цилиндрические образцы льда диаметром 0,18 м и высотой 0,3 м. В качестве инденторов применялись заостренные цилиндрические стержни диаметром 0,006 м и массой 0,200 кг. ³⁰Начальная скорость индентора составляет 24 м/с. К боковой поверхности испытуемых образцов прикладывалось давление. На фиг» 1 треугольниками показаны результаты испытаний 35 описываемым способом под боковым давлением, равным 7'10⁵11а, кружочками результаты испытаний в естественных условиях пр'и температурах -5°С и -15°С» Результаты испытаний в естест- ⁴⁰ венных условиях сильно различаются, результаты же испытаний описываемым способом при многократном повторении опытов совпадают. Прочность льда с повышением давления до 7 МО⁵Ла растет до 260 ЧО^Па, а при дальнейшем повышении давления до 1Э'Ю^уПа изменяется незначительно.

Нагружение боковой'Поверхности образцов льда равномерным давлением в диапазоне 7-10^- ЛЗ'Ю^Па обеспечивает получение стабильных результатов измерения динамическЬй прочности льда.

Указанный диапазон давлений пригоден для измерений при температурах 0 - -6сГ С.

Использование описываемого способа позволяет увеличить точность измерения динамической прочности льдов и сократить сроки проведения испытаний.

Claims

Изобретение относитс к исследованию прочностных свойств твердых материалов, а именно к способу определени динамической прочности льда. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ определени динамической про ности материала путем ударного внед рени , индентора в образец исследуемого материала. Расчет прочности исследуемого материала производитс по результатам замера образующегос отпечатка fl J. Однако при определении динамичес кой прочности льда известным способ результаты испытаний имеют существенный разброс, который обусловлен случайными размерами и расположением трещин и других дефект.ов, ослабл ющими лед. При внедрении индентора в образец льда зона разрушени (дробление льда, сетка трещин) распростран етс на значительное рассто ние от индентора В св зи с этим при испытании путем внедрени индентора в образцы ограниченных разйеров со свободными боковыми поверхност ми образцы нередко разлетаютс на отдельные части, их сопротивление внедрению резко снижаетс по сравнению с натурными услови ми. Цель изобретени - повышение точности измерени динамической прочности льда. Указанна цель достигаетс тем, что боковую поверхность образца нагружают равномерным давлением в диапазоне 15-10 Па, Боковое давление в указанном диапазоне , сужа зону разрушени , исключает вли ние боковой поверхности образца на сопротивл емость льда внедрению индентора, т,е. на измер емую величину динамической прочности льда. На фиг. 1 показана зависимость глубины внедрени индентора вобразец льда от температуры в интервале на фиг, 2 - зависимость динамической прочности льда от давлени на боковую поверхность при температуре Способ осуществл етс следующим образом. Цилиндрические образцы льдa,.iдиaиетром , превышающим диаметр индентора не более чем в 20-30 раз, устанавливают в бак. Между боковой стенкой бака и боковой поверхностью испытуемого образца помещают эластичный мешок, в который подают антифри и мешок плотно прилегает ко всей боковой поверхности испытуемого образц льда и обеспечивает требуемые в опыте услови испытани Ударное нагружение торцевой поверхности испытуемо го образца льда осуществл ют инденто ром определенного диаметра и массы. Динамическую прочность определ ют по глубине внедрени индентора в лед. Пример. Испытанию подвергались цилиндрические образцы льда диаметром 0,18 м и высотой 0,3 м. В качестве инденторов примен лись заостренные цилиндрические стержни диаметром 0,00б м и массой 0,200 кг. Начальна скорость индентора составл ет 2 м/с. К боковой поверхности испытуемых образцов прикладывалось давление. На фиг, 1 треугольниками показаны результаты испытаний описываемым способом под боковым дав лением, равным , кружочками результаты испытаний в естественных услови х при температурах и Результаты испытаний в ест ест венных услови х сильно различаютс , результаты же испытаний описываемым способом при многократном повторении опытов совпадают Прочность льда с повышением давлени до 7 растет до 2бО , а при дальнейшем повышении давлени до 1910 Па измен етс незначительно. Нагружение боковой «поверхности образцов льда равномерным давлением в диапазоне обеспечивает получение стабильных результатов измерени динамическЬй прочности льда. Указанный диапазон давлений пригоден дл измерений при температурах О - -бсРс. Использование описываемого способа позвол ет увеличить точность измерени динамической прочности льдов и сократить сроки проведени испытаний. Формула изобретени Способ определени динамической прочности материала путем ударного внедрени индентора в образец исследуемого материала, отличающ и и с тем, что, с целью повышени точности определени динамической прочности льда, боковую поверхность образца нагружают равномерным давлением в диапазоне 1510 Па. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР fP 61879, кл. G 01 N 3/30, 1939 (прототип).