×
18.05.2019
219.017.557c

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА РАЗРЫВ В УСЛОВИЯХ СЛОЖНО-НАПРЯЖЕННОГО ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области испытания материалов на разрыв. Способ испытания материала на разрыв в условиях сложно-напряженного динамического нагружения заключается в воздействии на образец испытываемого материала ударной волной, создаваемой контактным взрывом заряда ВВ, размещенного в виде слоя на поверхности образца и инициируемого с одной стороны заряда, нахождении расстояния по линии инициирования до места зарождения откольной трещины и расчетном определении после нагружения давления в ударной волне в месте зарождения откольной трещины, по которому судят о прочности материала на разрыв. При этом нагружению подвергают образец осесимметричной формы, заряд ВВ размещают на его боковой поверхности, инициирование осуществляют параллельно основанию образца, после нагружения образец разрезают вдоль оси и анализируют картину откольного разрушения, определяя расстояние до места зарождения трещины от оси образца. Испытываемый образец может иметь цилиндрическую форму, а заряд может быть размещен в виде слоя ВВ возрастающей по длине образца толщины, образец также может иметь коническую форму. Данное изобретение позволяет в одном эксперименте выявить критические условия нагружения при двухосном динамическом растяжении. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области испытания материалов и предназначено для определения прочности материалов на разрыв при сложно-напряженном динамическом нагружении.

Известен способ испытания материалов на разрыв в условиях одноосного динамического растяжения. Он заключается в том, что на исследуемые образцы в виде пластины воздействуют плоской ударной волной (УВ) с последовательно изменяющейся от опыта к опыту амплитудой, добиваясь образования откола в материале. Профили передней границы откола и фронта УВ регистрируют с помощью импульсного проникающего излучения. Измеряя толщину откола расчетно-экспериментальным путем, определяют величину растягивающего напряжения в сечении образовавшегося откола [1].

Недостатком этого способа является то, что для определения откольной прочности материала необходимо проведение большого числа сложных взрывных опытов.

Известен способ испытания материалов на разрыв в условиях одноосного динамического растяжения, принятый в качестве прототипа. Он заключается в том, что на исследуемый образец в форме клина воздействуют плоской ударной волной с последовательно изменяющейся от опыта к опыту амплитудой, добиваясь образования откола в материале. Заряд ВВ в виде слоя размещают на одной из боковых сторон клина, образующей угол при меньшем основании клина. Заряд ВВ инициируют от большего основания по линии, параллельной основаниям клина. Измеряя толщину откола (расстояние места зарождения откольной трещины от большего основания клина), расчетно-экспериментальным способом определяют величину растягивающего напряжения в сечении образовавшегося откола (откольную прочность) [2].

Существенным недостатком этого способа является то, что полученные с его помощью результаты могут быть использованы только для определения откольной прочности материалов, подверженных действию одноосного растяжения, и не могут быть применены к материалам в условиях, например, двухосного нагружения. Следует ожидать, что значения откольной прочности в случае сходящихся ударных волн и разрушающие напряжения в условиях плоского напряженного состояния будут отличными.

Решаемая техническая задача состоит в том, чтобы в единичном эксперименте выявить критические условия нагружения при сложно-напряженном динамическом нагружении, приводящие к макроскопическому разрушению материала при двухосном динамическом растяжении, а в случае необходимости и условия, соответствующие зарождению в материале откольных микроповреждений.

Ожидаемым техническим результатом решения задачи является уменьшение количества проводимых экспериментов, снижение стоимости работ за счет экономии материала при определении его динамических характеристик, снижение массы используемого в опытах, взрывчатого вещества и тем самым улучшение экологии окружающей среды, сокращение рабочего времени, проводимого исследователем во вредных условиях.

Указанный технический результат достигается способом, заключающимся в воздействии на образец испытываемого материала ударной волной, создаваемой контактным взрывом заряда ВВ, размещенного в виде слоя на поверхности образца и инициируемого с одной стороны заряда, нахождении расстояния по линии инициирования до места зарождения откольной трещины, расчетном определении после нагружения давления в ударной волне в месте зарождения откольной трещины, по которому судят о прочности материала на разрыв. Согласно изобретению в этом способе предложено подвергать нагружению образец осесимметричной формы, заряд ВВ размещают на его боковой поверхности, инициирование осуществляют параллельно основанию образца, после нагружения образец разрезают вдоль оси и, анализируя картину откольного разрушения, определяют расстояние до места зарождения трещины от оси образца. При этом образец может быть цилиндрической или конической формы. В случае использования цилиндрического образца заряд размещают в виде слоя ВВ возрастающей по длине образца толщины.

Способ определения величины откольной прочности материала на разрыв при двухосном динамическом нагружении отличается тем, что:
а) нагружению подвергают образцы осесимметричной формы;
б) заряд ВВ размещают на его боковой поверхности:
- в образце цилиндрической формы заряд размещают в виде слоя ВВ возрастающей по длине образца толщины;
- в образце конической формы заряд ВВ в виде слоя одной толщины;
в) инициирование осуществляют параллельно основанию образца;
г) образец разрезают вдоль оси;
д) анализируют картину откольного разрушения, определяя расстояние до места зарождения трещины от оси образца.

Использование образцов осесимметричной (цилиндрической или конической формы) с указанным размещением заряда ВВ на его боковой поверхности и последующим инициированием параллельно основанию позволяет получить и проанализировать картину откольного разрушения и определить растягивающее напряжение, вызывающее разрыв материала, в единичном эксперименте за счет двухосного динамического нагружения, причем отпадает необходимость регистрации откола в процессе нагружения.

На фиг.1 изображен цилиндрический образец перед испытанием.

На фиг.2 - конический образец, где 1 - образец, 2 - заряд ВВ, 3 - система инициирования.

На фиг.3 изображена схема проведения опыта с цилиндрическим образцом.

Фиг.4 - зарождение откольной трещины.

Способ (на примере стержня) реализуется следующим образом (см. фиг.3). На исследуемый образец в форме стержня 1 из стали Ст.3 диаметром 50,6-50,8 мм наносят слой взрывчатого вещества 2. Всего было оклеено ВВ различной толщины 8 зон с шагом в 25 мм каждая. Толщина δвв взрывчатого вещества в каждой зоне, начиная с первой, увеличивалась (0,28; 0,81; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 мм). Инициирование ВВ осуществлялось скользящей детонационной волной по стержню со стороны тонкого слоя ВВ (δвв = 0,28 мм).
В результате действия растягивающих напряжений в материале возникают первые видимые очаги (начало) зарождения разрушения, поскольку при дальнейшем, даже сравнительно небольшом увеличении растягивающих напряжений степень разрушения быстро возрастает. Зарождение в образце откольной трещины происходит в зоне, где давление в выходящей на свободную поверхность ударной волне становится равным прочности материала на разрыв. Величину разрушающего напряжения определяют путем численного расчета на ЭВМ, используя известные уравнения состояния продуктов взрыва и материала образца, величину давления в УВ (ПМТФ 3, 1983, стр.132).

После опыта начало зарождения полости в стержне было зарегистрировано при разрезании образца вдоль продольной оси ~ в центре 4-ой зоны (δвв = 2,0 мм). Форма полости коническая (см. фиг.2). Максимальный диаметр трещины 14 мм.

Предложенный способ позволяет снизить трудоемкость определения прочности материалов на разрыв при двухосном нагружении. Использование образца в форме цилиндра, конуса разрешает задачу определения критических условий нагружения в единственном опыте.

Таким образом, для определения прочности материала на разрыв требуется проведение не более одного простого опыта с малым количеством ВВ и без использования сложной аппаратуры, необходимой в случае применения импульсного проникающего излучения.

Предложенный способ может быть использован для определения прочности на разрыв материалов, применяемых в конструкциях, подвергающихся действию двухосного нагружения.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 575537, кл. G 01 N 3/30, БИ 37, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР 864050, кл. G 01 N 3/30, БИ 34, 1981.

1.Способиспытанияматериаланаразрыввусловияхсложнонапряженногодинамическогонагружения,заключающийсяввоздействиинаобразециспытываемогоматериалаударнойволной,создаваемойконтактнымвзрывомзарядаВВ,размещенноговвидеслоянаповерхностиобразцаиинициируемогосоднойсторонызаряда,нахождениирасстоянияполинииинициированиядоместазарожденияоткольнойтрещины,расчетномопределениипосленагружениядавлениявударнойволневместезарожденияоткольнойтрещины,покоторомусудятопрочностиматериаланаразрыв,отличающийсятем,чтонагружениюподвергаютобразецосесимметричнойформы,зарядВВразмещаютнаегобоковойповерхности,инициированиеосуществляютпараллельнооснованиюобразца,посленагруженияобразецразрезаютвдольосиианализируюткартинуоткольногоразрушения,определяярасстояниедоместазарождениятрещиныотосиобразца.12.Способпоп.1,отличающийсятем,чтонагружениюподвергаютобразеццилиндрическойформы,азарядразмещаютввидеслояВВвозрастающейподлинеобразцатолщины.23.Способпоп.1,отличающийсятем,чтонагружениюподвергаютобразецконическойформы.3
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 45 items.
18.05.2019
№219.017.54a0

Способ получения синглетного кислорода и устройство для его реализации

Изобретение относится к лазерной технике, преимущественно к химическим лазерам, и может быть использовано в технологическом кислород-йодном лазере (КИЛ). Способ получения синглетного кислорода включает подачу щелочного раствора перекиси водорода и газообразного хлора в химический реактор, вывод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02240281
Дата охранного документа: 20.11.2004
18.05.2019
№219.017.554b

Способ формирования объемного разряда в импульсно-периодическом газовом лазере и устройство для его реализации

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к импульсно-периодическим лазерам с поперечным разрядом, в том числе замкнутого цикла. Предложен способ формирования объемного разряда в импульсно-периодическом газовом лазере замкнутого цикла, включающий подачу импульса высокого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02236074
Дата охранного документа: 10.09.2004
18.05.2019
№219.017.5585

Способ компактирования порошкового материала

Изобретение относится к способам компактирования порошковых материалов, к получению монолитных и прочных объектов путем воздействия динамического импульса на порошковые материалы. В предложенном способе, включающем взрывное сжатие порошкового материала, помещенного в контейнер, скользящей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02224621
Дата охранного документа: 27.02.2004
18.05.2019
№219.017.55a0

Способ определения характеристик сорбции газов материалами

Способ применим в области исследования физических и химических свойств материалов и может быть использован для определения одновременно коэффициента растворимости и начальной концентрации газов материалами. Сущность изобретения: образец материала, содержащий растворенный газ, растворимость и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02226267
Дата охранного документа: 27.03.2004
18.05.2019
№219.017.5c09

Способ регистрации механической величины и регистратор для осуществления способа

Изобретение относится к неразрушающему контролю объектов. Согласно способу измеряют величину в частотном диапазоне от f до fпосредством первичного преобразователя, сигнал с которого преобразуют в цифровой вид с частотой дискретизации f и подают в оперативное запоминающее устройство. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02189565
Дата охранного документа: 20.09.2002
18.05.2019
№219.017.5c12

Источник питания нелинейной нагрузки

Изобретение относится к электротехнике, к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания с импульсной формой выходного напряжения, работающих на нелинейную нагрузку: излучатели газовых лазеров, плазмохимические реакторы и т.п. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02199814
Дата охранного документа: 27.02.2003
29.05.2019
№219.017.6aa6

Инерционный включатель

Изобретение предназначено для измерения действующих линейных ускорений в системах автоматики летательных аппаратов и систем безопасности автомобилей. Инерционный включатель содержит корпус, установленное на оси инерционное тело, удерживаемое магнитной системой, контакты и поворотный привод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02193800
Дата охранного документа: 27.11.2002
09.06.2019
№219.017.7fe8

Запорный клапан

Запорный клапан предназначен для перекрытия потока газа в выходной канал при импульсной подаче давления во входной канал. Запорный клапан содержит корпус с проточной частью. Корпус имеет входной и выходной каналы. Запорный клапан также снабжен седлом в форме усеченного конуса, к поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02179679
Дата охранного документа: 20.02.2002
09.06.2019
№219.017.8006

Способ обращения с теплоносителями и техническими растворами ядерных энергетических установок научных центров

Изобретение относится к технологии переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) методами концентрирования, сорбционной доочистки и цементирования. Технический результат: уменьшение объема захораниваемых отвержденных отходов, повышение их водостойкости и снижение зарастания рабочих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02168221
Дата охранного документа: 27.05.2001
09.06.2019
№219.017.802a

Кумулятивный заряд и способ его изготовления

Область применения: взрывные работы и различные отрасли промышленности, использующие взрывные технологии, например в прострелочно-взрывной аппаратуре при взрывных работах в нефтегазодобывающей промышленности. Сущность изобретения: в корпусе размещен заряд взрывчатого вещества (ВВ), между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02187778
Дата охранного документа: 20.08.2002
Showing 1-3 of 3 items.
11.03.2019
№219.016.d65d

Датчик ударных волн

Использование: для регистрации моментов выхода ударных и детонационных волн на поверхностях элементов исследуемого объекта, а также для измерения параметров ударных и детонационных волн. Сущность: датчик ударных волн содержит пьезоэлемент с электродами, рабочая поверхность которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002262088
Дата охранного документа: 10.10.2005
11.03.2019
№219.016.d7c9

Способ обезвреживания объекта, содержащего взрывное устройство

Изобретение относится к способам ликвидации взрывоопасных объектов без детонации, например автомобилей, начиненных взрывными устройствами. Сущность изобретения заключается в окружении объекта легкоразрушаемым корпусом, перед установкой которого на опорную площадку под объектом или около него...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02218552
Дата охранного документа: 10.12.2003
18.05.2019
№219.017.5585

Способ компактирования порошкового материала

Изобретение относится к способам компактирования порошковых материалов, к получению монолитных и прочных объектов путем воздействия динамического импульса на порошковые материалы. В предложенном способе, включающем взрывное сжатие порошкового материала, помещенного в контейнер, скользящей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02224621
Дата охранного документа: 27.02.2004
+ добавить свой РИД