Реферат - Методы статических испытаний материалов - файл n1.doc

Реферат - Методы статических испытаний материалов
скачать (5646.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc5647kb.29.05.2012 21:24скачать

n1.doc

  1   2   3

  1. Испытания материалов в обоймах

и камерах высокого давления.
Испытания материалов под гидростатическим давлением дают богатую информацию об их механических свойствах. Среди сдерживающих факторов здесь следует прежде всего отметить методические трудности при постановке эксперимента и регистрации в процессе испытаний необходимых параметров.

Е.Е. Сурикова использовала метод обойм для испытания стали при трехосном сжатии. Тщательный анализ принятой методики показал, что при испытании на сжатие в обойме нагружение образца близко к простому.




Рис.1 Испытание образца в сдвоенной обойме.
Боковое давление можно существенно увеличить, используя две обоймы. Схема испытания образца (2) в системе обойм (1,3) приведена на рис. 1. Испытание проводится в камере (4), одновременно служащей направляющей для пуансонов (5). Начальный зазор между торцами наружной обоймы и пуансонами равен 1мм с каждой стороны, что позволяет деформировать образец на 25%. По данным работы применение второй, недеформированной обоймы позволяет увеличить боковое давление на образец в 12 раз.

Величины действующего на образец со стороны одинарной обоймы радиального давления Ра, приведенного напряжения /i и максимального осевого напряжения q/ вычисляются по формулам:



где
- коэффициент трения на торцах; i – напряжение соответствующее деформации  внутренней обоймы.

Экспериментальное исследование деформаций системы обойм при испытании образцов в условиях объемного неравномерного сжатия показало, что предложенная схема расчета давления не дает больших погрешностей.

Систематическим изучением свойств материалов при больших гидростатических давлениях занимался Бриджмен, использовавший для создания высоких и сверхвысоких (до 3000 кгс/см2) специальные камеры и жидкостные мультипликаторы.

Нагружение образца в установках Бриджмена производилось ступенями. Бриджмен получил принципиально новые результаты по сжимаемости и пластичности твердых тел.





Рис.2 схема испытания образца в камере высокого давления.
Для реализации соответствующих программ испытаний разработаны специальные устройства, в которых нагружение образца осуществляется посредством штанг, вводимых в камеру высокого давления (рис.2) или посредством поршня, одновременно создающего в камере давление.

Недостатком первой группы устройств является сложность обслуживания из-за наличия насосов и мультипликаторов высокого давления, индивидуальных систем дополнительного нагружения образцов и т.д. Вторая группа устройств не позволяет осуществлять простое нагружение и проводить испытания материалов при постоянном гидростатическом давлении.
Р
ис.3 Система нагружения образца в установке со сдвоенным поршнем.
На рис. 3 показана схема устройства для испытания образцов на растяжение и сжатие в условиях гидростатического давления. Для раздельного нагружения плунжеров применяется силораспределитель выполненный в виде жестко связанных с плунжерами упругих элементов (пластин), воспринимающих усилия со стороны внешней системы нагружения посредством регулируемых по расстоянию от оси поршня упоров. Устройство состоит из камеры (1) высокого давления, внутри которой находится коаксиально расположенные притертые друг к другу плунжеры (3 и 4), связанные между собой посредством испытываемого образца (2). Вне камеры расположен силораспределитель (6), состоящий из рамы (10), снабженной подвижными упорами (7 и 9), которые могут быть установлены на необходимом расстоянии от оси поршня. Упоры соприкасаются с упругими пластинами (5 и 8), жестко связанными с плунжерами соответственно (3 и 4).

В процессе испытания рабочее усилие Р от внешней системы нагружения воздействует на верхнюю полку рамы (10) и далее через упоры (7,9) и упругие пластины (8,5) на плунжеры (3,2), создавая тем самым необходимое давление в камере (1). Воспринимаемая образцами осевая нагрузка, определяемая разностью между усилиями Р1 и Р2, которая, при условии равенства эффективных площадей поперечных сечений плунжеров (3,4) и одинаковой жесткости упругих пластин (5 и 8) зависит от соотношения между пролетами L1 и L2, регулируемыми наложением упоров (7 и 8). Если L1=L2, то образец будет нагружаться только гидростатическим давлением, при L1/L2>1 образец кроме гидростатического давления будет воспринимать растягивающие усилие, а при L1/L2<1 – сжимающие. Деформация образца определяется как разность (f1-f2) прогиба упругих пластин (5 и 8).


  1. Испытания образцов с плоскими гранями.

При исследовании закономерностей деформирования и разрушения материалов в условиях плоского или обычного напряженного состояния используются образцы в виде кубиков или толстых пластин с перпендикулярными гранями. Различные соотношения между главными напряжениями в образце достигаются приложением соответствующих усилий по граням или применением образцов с одинаковыми по величине площадками прилегающих граней. Нагружение образцов производится обычно или жесткими пуансонами или гидравлическими с применением системы уплотнений.

П
ервый способ может реализоваться двумя прессами, один из которых, как правило, подпружинен. Однако чаще используются механические реверсоры (рис.4), трансформирующие давление пресса и усилия, прилагаемые к боковым граням.
Рис.4 Варианты конструктивного исполнения механических реверсоров.
Влияние факторов можно уменьшить применением специальных мер, к которым в первую очередь можно отнести использование различных прокладок, подвесных элементов и обойм. Применяются так же гибкие штампы, состоящие из набора узких пластин, опирающихся на резиновое основание, разделка торцов под конус, составные образцы, вращающиеся пуансоны и т.п.

И
  1   2   3


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации