Теневой оптический метод каустик – метод исследований напряжений и деформаций, страница 19

9.48, ряд Б). Кроме теневых картин для определения напряжений использовались также тензодатчики, расположенные между отверстиями. На рис. 9.51 теневые оптические картины сравниваются с изменением сигнала тензодатчиков. Видно, что теневые картины изменяют свою ориентацию аналогично изменению сигнала тензодатчиков. В частности, между кадрами 13 и 15 теневые картины сжатия изменяются на теневые картины растяжения, что согласуется с результатами измерений с помощью тензо-датчика. Последняя теневая картина указывает на наличие сжимающих напряжений. Представленные результаты свидетельствуют .о применимости теневых картин вблизи отверстий для сравнительно простого анализа распределения напряжений в образце.

Образец с двумя трещинами при действии импульсной растягивающей нагрузки

Рассмотрим теперь результаты исследования изменения коэффициента интенсивности напряжений для образца с двумя параллельными близко расположенными трещинами, который нагружается динамическим симметричным относительно оси импульсом растягивающей нагрузки (см. также [35, 36]). Образец размером 400x100x10 мм изготовлен из аралдита В и содержит на одном краю две трещины длиной а₀.=25 мм на расстоянии а! = 20 мм друг от друга. Нагружающее приспособление состоит из двух частей, одна из которых фиксирует один конец образца, а другая мгновенно нагружается ударяющей массой с помощью специального устройства (5 = 0 при /<Аъ но 5=^0 при />/₀). Таким образом создается импульс растягивающих напряжений, который затем распространяется в образце. Трещину, нагружаемую сначала, обозначим буквой А, а трещину, нагружаемую позже, — буквой Б. Схема экспериментальной установки показана на рис. 9.52.

На рис. 9.53 показана серия из шести действительных изображений теневых оптических картин, сфотографированных при просвечивании (г₀<СО). На каждой картине указано время регистрации. Момент времени, в который импульс растягивающих напряжений достигает середины расстояния между трещинами А и Б, принят равным нулю. Для более ранних моментов времени диаметр каустики около трещины А больше (т. е. больше величина КИН), поскольку импульс напряжений сначала падает на трещину А. Форма каустики у трещины А свидетельствует о нагружении типа I, тогда как каустика у трещины Б характерна для смеси нагружении типов I и II, поскольку импульс напряжений искажается после взаимодействия с трещиной А. В последующие моменты времени ситуация изменяется. Обе каустики имеют одинаковый размер, а потом каустика около трещины Б становится больше уменьшающейся каустики около трещины А. Вследствие взаимодействия полей напряже

Рис. 9.52. Экспериментальная установка для исследования взаимодействия двух трещин в образце, нагруженном симметричным импульсом растягивающей нагрузки. / — образец с двумя трещинами; 2 — жесткий зажим; 3 — быстро ускоряющаяся масса; 4 — падающий пучок света; 5 — плоскость действительного изображения.

ниц вблизи кончиков двух трещин теперь около трещины А видно нагружение смешанного типа. Графики зависимости от времени коэффициентов интенсивности напряжений К\ для аналогичного расположения трещин (длина трещин а₀=15 мм, расстояние между ними с? = 20 мм) представлены на рис. 9.54. Графики коэффициентов интенсивности напряжений /([^А(0 и /С[^Б(0 для двух трещин колеблются относительно друг друга. Только в начальные моменты КИН для трещины А больше КИН для трещины Б. Позднее КИН для трещины Б может быть больше, чем КИН для трещины А (например, в интервалах 95 мкс</<125 мкс, 215 мкс<^<285 мкс и т. д.). При больших значениях времени КИН для двух трещин принимают близкие значения. Таким образом, несмотря на то что импульс напряжений сначала падает на трещину А, КИН для трещины Б может быть в определенные моменты времени больше, чем для трещины А. Для любого момента времени КИН /(1^А и /(1^Б в образце с двумя трещинами меньше КИН /(1° для эквивалентного образца с одной трещиной. Только для очень ранних моментов времени, т. е. до начала взаимодействия между двумя трещинами А и Б, К^ близок к /(Л как и следовало ожидать.