A sample in the form of a trough with various shaped mechanical stress concentrators is considered. The sample is tested by static and alternating tensile-compression, bending, torsion, and compression stability loads, and expands the measurement range of the stress state without changing the position of the sample in the testing machine
deformation, stiffness, test, stress concentrator, stress state, sample
Исследование прочности деталей с концентраторами механических напряжений в условиях хрупкого и усталостного разрушения изделий из металлических и композитных материалов осуществляют оценкой их напряженно-деформированного состояния (НДС).
|
Рисунок 1 - Образец с параллельными боковыми стенками |
Образцы [1] применимы для испытания композитного материала только растягивающей нагрузкой и не имеют концентраторов механических напряжений различной формы и конфигурации, которые необходимы для создания НДС. Образец [2] (рисунок 1) выполнен в виде пластины постоянной толщины с продольной осью симметрии с параллельными боковыми стенками и плоскостями, ориентированными относительно главных осей x, y, z. Продольная ось образца ориентирована относительно главной оси x. Образец содержит желоб 1 с основанием 3, боковыми стенками 4 и 5, полками 6 и 7. Основание 3 со стенками 4 и 5 соединены радиусными переходами 8 и 9, полки 6 и 7 соединены со стенками 4 и 5 радиусными переходами 10, 11. Концентраторы механических напряжений выполнены в виде круглых отверстий 12, но могут быть заменены U-, V- или Т-образными надрезами, канавками, пуклевками, отверстиями круглой, овальной, прямоугольной, или другой формы, сквозными или несквозными трещинами и им подобными дефектами. Концентраторы располагают на основании 3, боковых стенках 4 и 5, полках 6 и 7 в пределах рабочей зоны 13 образца, которая образует поверхность нагружения и находится между опорными поверхностями 14. Опорные поверхности 14 образуют опорную зону I и опорную зону II, и служат для закрепления образца в приспособлении испытательной машины (на чертеже не показана). Опорные зоны I и II с поверхностями 14 располагают на внутренней и наружной сторонах основания 3, боковых стенок 4 и 5, полок 6 и 7, радиусных переходов 8, 9, 10 и 11. Поперечное сечение желоба 1 (рисунок 2)
|
Рисунок 2 –Сечение образца |
ориентировано относительно главных осей y,z. Основание 3, боковые стенки 4, 5 направлены параллельно оси y. Полки 6, 7 направлены вдоль главной оси x и параллельно оси z. Боковые стенки, радиусные переходы 8÷11 и полки 6,7 расположены симметрично относительно продольной оси x. Полки 6, 7 расположены в плоскости z. В сечении образец может выполняться, например, с параллельными стенками, с наклонными боковыми стенками и с закругленной стенкой. Конфигурацию, ориентацию, количество и расположения концентраторов механических напряжений выбирают в зависимости от метода испытания образца и от вида напряженно-деформированного состояния в зоне концентраторов механических напряжений.
Образец испытывают статическими и знакопеременными нагрузками растяжения-сжатия, изгиба, кручения и устойчивости при сжатии с выбором метода испытания образца и вида напряженно-деформированного состояния в возможном очаге разрушения без смены положения образца в испытательной машине.
1. GOST R 56785-2015 Nacional'nyy standart Rossiyskoy Federacii. Kompozity polimernye. Metod ispytaniya na rastyazhenie ploskih obrazcov.
2. Patent № 28382639 Rossiyskaya Federaciya, MPK G01N 1/28, G01N 3/22 (2006.01). Obrazec dlya ispytaniya prochnosti materialov s koncentratorami mehanicheskih napryazheniy i ego varianty : № 2023124679 : zayavl. 25.09.2023 : opubl. 26.12.2024 / Cherepanov A.P.: zayavitel' FGBOU VO «AnGTU». – 15 s.: il. – Tekst : neposredstvennyy.
