Рис. 9.33. Экспериментальная установка для изучения образца в виде балки при ударе падающим тяжелым клином с ножевидным краем. 1—прозрачный образец; 2 — острый клин; 3 — пучок света; 4 — камера, сфокусированная на плоскость мнимого изображения; 5 — плоскость мнимого изображения.
Рис. 9.34 НАЗВАНИЕ НЕ РАСПОЗНАЛОСЬ
рены с момента первого касания клина с образцом. Количественные данные о величине ударной нагрузки Яс(0» которые были определены с помощью уравнения (9.14а) по фотографиям каустик, представлены на рис. 9.35. Кроме величин нагрузки Рс, полученных с помощью каустик, на рисунке дан график изменения нагрузки Яя(0» записанный с помощью тензодатчика, наклеенного на клин вблизи ножевидного края. Результаты, полученные с помощью этих двух разных способов измерений, хорошо соответствуют друг другу. Видно, что ударная нагрузка на
Рис. 9.35. График зависимости от времени нагрузки на образец при ударе падающим острым клином (Ре —по данным измерения размеров каустик; Рн — по данным тензоизмерений; образец из аралдита В).
образец не является постоянно возрастающей функцией времени. Она имеет колебательный характер при общей тенденции увеличения. Это связано с собственными колебаниями образца, вызванными ударом.
Трещины при ударной нагрузке
Ударные испытания изгибаемых образцов с предварительно созданными в них трещинами, нагружаемых с помощью испытательных машин маятникового типа или с падающим грузом широко применяются при изучении динамических характеристик материала. Рассмотрим некоторые результаты исследования процесса деформирования образца в кончике трещины при ударном нагружении (см. также [24—26]). Испытывали образцы с трещинами при нагружении падающим грузом. Схема экспериментальной установки показана на рис. 9.36. Образцы из высокопрочной стали Х2№СоМо 18-9-5 имели размеры 330x60x10 мм. Расстояние между опорами составляло 240 мм. В образце была образована трещина длиной 20 мм, слегка закругленная в вершине, чтобы повысить несущую способность образца и, таким образом, увеличить время наблюдения до разрушения
Рис. 9.36. Схема экспериментальной установки для исследования поведения трещины при ударном нагружении. / — стальной образец; 2 — отражающая поверхность; 3 — опора; 4 — боек; 5 — источник света; 6 — падающий пучок света; 7— отраженный пучок; 8 — плоскость мнимого изображения.
. Динамическая нагрузка создавалась грузом массой 90 кг, падающим со скоростью 0,5 м/с.
На рис. 9.37 показана серия из 12 теневых картин; фотографировалось мнимое изображение при отражении (г0>0). Показана лишь центральная часть образца. Результаты, полученные с помощью теневых картин и уравнения (9.14в), представлены на рис. 9.38. Построен график зависимости от времени динамического коэффициента интенсивности напряжений /С]дин.
Кроме того, представлены величины статических КИН /Сгст, найденные путем измерения нагрузки Рн с помощью датчика, установленного на бойке, и с использованием обычной формулы для КИН для образца с трещиной при эквивалентном квазистатпческом нагружении [27]:
где рн — нагрузка, зарегистрированная на бойке; Л — толщина образца; 5 — расстояние между опорами; %7 — высота образца; а — длина трещины.
Интервалы времени на рис. 9.38 даны в абсолютных единицах, а также в относительных по сравнению с периодом собственных колебаний образца г. Величина т определялась по следующей приближенной формуле [28]:
Рис. 9.37. Серия фотографии теневых оптических картин для трещины при ударном нагружении (фотографировалось мнимое изображение по схеме отражения для образца из высокопрочной стали),
Рис. 9.38. Зависимости от времени коэффициентов интенсивности напряжений Лл для трещины в образце из высокопрочной стали при ударном нагружении падающим грузом.
где 5 — расстояние между опорами; 1^—высота образца; й-— толщина образца; С — податливость образца; Е — модуль упругости; Со — скорость звука (5000 м/с для стали).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.