Спосіб визначення напружень в матеріалі біля вершини тріщини

Спосіб визначення напружень у пластично деформованому матеріалі біля вершини тріщини, 3 26395 зразка, невеликі розміри і вага вимірювального вузла (ППЗ-камери), який можна встановити, як на досліджуваний зразок, так і на елемент конструкції, що знаходиться в експлуатації. У відомих на сьогодні методах вимірювання деформацій використовують базу вимірювання приблизно 3мм, що може вносити певні неточності у визначення напружень біля вершини тріщини. Використовуючи метод ЦКСЗ, можна вибрати оптимальну базу вимірювання і разом з тим підвищити точність вимірювання. Приклад Реалізацію розробленого способу використано для досліджень кінетики зміни напружень в зоні передруйнування плоских зразків з центральним отвором і концентратором напружень, прорізаним симетрично в обидва боки від отвору і наведеною втомною тріщиною за силовою схемою статичного одновісного розтягу (матеріал зразків Д16АТ). На зразку за допомогою двох загострених гвинтів і струбцин закріплювали платформу, на якій розміщена камера з мікрометричним механізмом пересуванням і джерелом світла. Платформа кріпиться таким чином щоб тріщина знаходилась на осі об'єктива камери, а точки кріплення платформи знаходились на лінії поширення тріщини. Під час проведення експерименту фотографували ділянку деформівної поверхні зразка розміром 9х13мм в зоні вершини тріщини при нульовому навантаженні і при навантаженні що відповідає sт для даного матеріалу. Крім цього спеклзображення фіксували після повного розвантаження зразка. Отримані зображення зберігали на персональному комп'ютері для подальшої обробки. Спекл-зображення характеризується інтенсивністю світла, відбитого від поверхні зразка. У результаті одержали діаграми навантаження-розвантаження та спекл-зображення ділянки поверхні при фіксованих зусиллях розтягу, включаючи зону передруйнування до старту тріщини. Обробляючи кожну пару спекл-зображень за допомогою відповідного програмного забезпечен 4 ня, отримали поле кореляційних піків різної інтенсивності, а за двома координатами знаходження максиму відносно вершини тріщини визначають переміщення елемента деформованої поверхні зразка під розтягом у двох взаємноперпендикулярних напрямках. Дані про зміну розміщення максимуму кожного кореляційного піка за час між двома зафіксованими зображеннями використовували для побудови поля переміщень поверхні зразка в околі тріщини у вигляді ізоліній однакових переміщень. За полем пружно-пластичних переміщень визначали поле деформацій матеріалу біля вершини тріщини у двох взаємно перпендикулярних напрямках e х і e у для бази вимірювання 1,28мм (Фіг.1). За значеннями деформацій eх і eу в певних точках розраховували за формулою (1) еквівалентну деформацію e екв Для заданого зусилля навантаження і бази вимірювання b. За величиною деформації у зоні перед руйнування напруження в ній визначали виходячи із діаграми статичного розтягування стандартних зразків матеріалу (див. Фіг. 2 і таблицю). Джерела інформації: 1. Экспериментальные методы в механике деформируемого твердого тела. /Писаренко Г.С., Стрижало В.А./ - Киев: Наук. думка, 1986. - 264с. 2. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. /Б.С. Касаткин, А.Б. Кудрин, Л.М. Лобанов и др. /Справочное пособие Киев: Наук. думка, 1981. - 584с. 3. Панасюк В.В., Іваницький Я.Л., Максименко О.П. Аналіз пружно-пластичного деформування матеріалу зони перед руйнування // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2004. - №5. - С.67-72. 4. Механика разрушения и прочность материалов. Справ, пособие в 4-х т. - Т.3 Характеристики кратковременной трещиностойкости материалов и методы их определения / С.Е. Ковчик, Е.М. Морозов - Киев: Наук. думка, 1990. - 680с. Таблиця Р, кг 3500 Pmax, кг 3750 b, mm 1,28 х, мм 3 eх, % 0,35 eу, % 1,80 e екв., % 1,83 s, МРа 350 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 26395 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601