Спосіб одержання повних діаграм стану матеріалів

Спосіб одержання повних діаграм стану матеріалів, що полягає в забезпеченні необхідної швидкості деформування та стабілізації деформацій крихкого матеріалу дослідного зразка в умовах його роботи на ДІЛЯНЦІ низхідної гілки Винахід відноситься до виробництва конструктивних елементів з крихких композитних та інших матеріалів (бетонів, гірських порід, та ш) у будівництві, машинобудуванні, і може бути використаний для визначення характеристик деформативності та МІЦНОСТІ при проведенні лабораторних випробовувань, з метою побудови повної, з низхідною віткою, діаграми стану (деформування) матеріалу Такі діаграми використовуються для встановлення і узагальнення характеристик деформативності та МІЦНОСТІ З ЦІЛЛЮ їх використання в інженерних розрахунках і теоретичних дослідженнях Ціль передбачуваного винаходу - підвищення точності визначення дослідних характеристик деформативності та МІЦНОСТІ крихких матеріалів при провденні лабораторних випробовувань зразків таких матеріалів для побудови повних експериментальних діаграм стану матеріалів У практиці лабораторних досліджень широко відоме одержання повної діаграми стану при випробовуваннях матеріалів із вимушеним регулюванням швидкості деформування, що реалізується за допомогою сервокерованих пристроїв, у яких силовий привід у міру необхідності регулювання швидкості деформування на НИЗХІДНІЙ ВІТЦІ діагра ми приводиться в дію за допомогою складної електронної автоматики [1] Такий спосіб, що може розглядатися як найбільш близький аналог передбачуваного винаходу, діаграми, який відрізняється тим, що при випробовуваннях дослідних зразків використовуються жорсткі силові елементи, котрі по досягненні критичних деформацій матеріалу дослідного зразка, коли він не може сприймати подальшого збільшення навантаження, сприяють розвантаженню та перерозподілу релаксаційних напружень з крихкого матеріалу на жорсткі стрижні силових елементів, автоматично підтримуючи при цьому необхідну швидкість деформування та стабілізуючи деформації при закритичних рівнях деформування матеріалу поряд і перевагами має ІСТОТНІ недоліки При вимушеному регулюванні швидкості деформування для одержання її низького стабільного значення на ДІЛЯНЦІ низхідної вітки має місце циклічне розвантаження дослідного зразка, що суттєво впливає на значення його деформаційних характеристик Це вносить погрішності в сксперементальні діаграми, що робить їх непридатними для порівняння в різних експериментах та обмежує їхнє використання в інженерній практиці і наукових дослідженнях Назваані проблеми вирішуються у запропонованому способі, при якому необхідна швидкість деформування та стабілізація деформацій при закритичних рівнях деформування крихкою матеріалу можуть підтримуватися автоматично на всьому діапазоні низхідної вітки діаграми Це стає можливим завдяки наявності силових елементів 4 (фіг), виконаних зі талевих прокатних профілів, які працюють разом з дослідним зразком 1 Параметри швидкості деформування на НИЗХІДНІЙ ДІЛЯНЦІ повної діаграми стану визначаються характеристикою жорсткості силових елементів, їхня СТІЙКІСТЬ при стиску забезпечується жорстко привареними опорними плитами 2 і 3, а також поперечними планкам 7 Одна з таких плит (3) має отвір для розміщення дослідного зразка між силовими елементами Центрування і фіксація дослідного зразка в проектному положенні здійснюється за допомогою регулюючих гвитів (на схемі умовно не показані) на кутиках-фіксаторах 5, жорстко при ю ю 55204 варених до опорних плит Для забезпечення спільної роботи дослідного зразка і силових елементів можлива різниця, в їх довжині може компенсуватися пакетом металевих пластин різної товщини 6, які розміщуються в отворі опорної плити 3, для цього також при необхідності може застосовуватись підливання цементного розчину Для того щоб силові елементи виконували свої функції, вони повинні мати достатню жорсткість, а також деформативність, яка б перевершувала граничні ВІДНОСНІ деформації крихкого матеріалу дослідного зразка, що відповідають його граничним напруженням при стиску По досягненню критичного стану крихкого матеріалу при його стисканні, коли напруження в ньому досягають граничного опору і він не може сприймати подальшого збільшення стискаючого навантаження, завдяки наявності силових елементів у дослідному зразку не відбувається інтенсивного не контрольованого збільшення силових деформацій і лавиноподібного збільшення швидкості деформування При цьому в матеріалі дослідного зразка спостерігається інтенсивна релаксація напружень Силові елементи, при їхній достатній жорсткості, дають можливість здійснювати перерозподіл напружень від такої релаксації, розвантажуючи при цьому дослідний зразок і надаючи можливості подальшого підвищенню зовнішнього навантаження На фоні такої зміни картини напруженодеформованого стану продовжується стійке спільне деформування крихкого матеріалу зразка і силових елементів Зусилля що сприймаються дослідним зразком при такому деформуванні зменшуються, а в прокатних профілях збільшуються Таким чином силові елементи виконують функцію автоматичного регулятора швидкості деформування та стабілізатора деформування при закритичних рівнях деформації крихкого матеріалу Таке спостерігається до вичерпування критичних деформацій силових елементів Для одержання повної діаграми деформування дослідного зразка в пристрої необхідно використовувати силові елементи з матеріалу (сталі), для якого відома діаграма деформування as-ss, (напруження - ВІДНОСНІ деформації) Вона може визначатись при випробовуваннях зразків-близнят металевих профілів що використовуються для виготовлення силових елементів Таку діаграму можна також отримувати при таруванні силових елементів пристою без дослідного зразка, фіксуючи його деформації при різних рівнях на вантаження, що не перевершують граничних При спільному завантаженні дослідного зразка і силових елемент за результатами випробовувань будується залежність N-s (навантаження - відносна деформація) При цьому величина навантаження N контролюється силовимірювачем випробувальної машини, а величина деформацій s може визначатися за результатами вимірів індикаторами годинного типу з подовженою базою, тензометрами важільного типу й ш , установленими на дослідному зразу і (або) силових елементах як не рекомендується в [2] Використовуючи залежнісіь as-ss для прийнятих рівнів деформування s визначаються зусилля Ns що сприймаються одними силовими елементами Після ЦЬОГО можлива побудова залежності Ns-s і визначення різниці діаграм N-s і Ns-s, яка буде вказувати залежність Nm-s (зусилля що сприймається дослідним зразком - відносна деформація) При ВІДОМІЙ такій залежності і площі перетну дослідного зразка А т для крихкого матеріалу визначаються напруження am, які знаходяться за формулою am=Nm/Am, при різних рівнях дефомування sm=s Після ЦЬОГО будується повна діаграма деформування am-sm для матеріалу досліджуваного зразка Джерела інформації, на які є посилання у тексті опису винаходу 1 Гудман Р Механіка скальных пород - М Стройиздат -1987 217с 2 Лещинский М Ю Испытание бетона Справ, пособие - М Стройиздат, 1980 - 360с 55204 ////А Фіг. Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24