Нагружение осуществлялось

Для сварных соединений с косой прослойкой (рис. 1.7, г) вводится понятие поперечной податливости соединяемых рассматриваемой прослойкой элементов конструкции. Существуют две основные схемы нагружения (рис. 1 .8). Первая, допускающая относительное смещение соединяемых элементов «Т» в поперечном направлении, условно названа «мягкой». Она реализуется при нагружении листовых конструкций с небольшой поперечной жесткостью, а также в ряде других случаев — например, при испытании образцов с рассматриваемой прослойкой, когда нагружение осуществляется через шарниры. Вторая схема — «жесткая», реализуется при отсутствии поперечной податливости элементов «Т» — в кольцевых (сварных и паяных) стыках оболочек. в корпусных толстолистовых конструкциях, имеющих раз-

Узел нагружения 3 обеспечивает создание нормальной нагрузки на образцы. На серийных машинах нагружение осуществляется путем прямого или косвенного приложения нагрузки с помощью рычажно-грузовых, пружинных или пневматических механизмов. Конструкция узла нагружения должна обеспечивать плавность и стабильность режима нагружения независимо от изменения в процессе испытания момента трения и величины износа. Камера 4 служит для проведения испытаний в специальных условиях, например при граничной смазке, при подаче абразива и т.п. В некоторых случаях она выполняет также защитную функцию, ограждая оператора от продуктов износа, воздействия шума и других вредных факторов.

Для сварных соединений с косой прослойкой (рис. 1.7, г) вводится понятие поперечной податливости соединяемых рассматриваемой прослойкой элементов конструкции. Существуют две основные схемы нагружения (рис. 1 .8). Первая, допускающая относительное смещение соединяемых элементов «Т» в поперечном направлении, условно названа «мягкой». Она реализуется при нагружении листовых конструкций с небольшой поперечной жесткостью, а также в ряде других случаев — например, при испытании образцов с рассматриваемой прослойкой, когда нагружение осуществляется через шарниры. Вторая схема — «жесткая», реализуется при отсутствии поперечной податливости элементов «Т» — в кольцевых (сварных и паяных) стыках оболочек, в корпусных толстолистовых конструкциях, имеющих различного рода подпирающие или связывающие элементы, их. п.

Во всех практических приложениях вклад длительной прочности матрицы в длительную прочность композита может быть проигнорирован при условии, что волокна непрерывны, нагружение осуществляется в их направлении, а вязкость матрицы больше вязкости волокон. Рис. 8 и 10 могут подтвердить эту точку зрения; напряжение в волокне, приводящее к разрушению через 1 час (при 649 °С), составляет около 200 000 фунт/дюйм2, в то время как напряжение в матрице, приводящее к разрушению через 1 час (при 649 °С), составляет только 2000 фунт/дюйм2.

(кратковременной) прочности пучков параллельных нитей (без матрицы), предложенного в [15]. Эта модель содержит три идеализированных предположения: 1) нагружение осуществляется в направлении волокна; 2) вероятность разрушения волокон зависит только от нагрузки и прошедшего времени (без их взаимовлияния); 3) длительная прочность одного волокна характеризуется мгновенным разрушением без предварительной потери прочности. Выбирая соответствующую функцию для описания длительной прочности отдельных волокон, можно определить в каждый момент долю волокон в пряди, остающуюся неповрежденной. Используя информацию о длительной прочности отдельных волокон, можно определить, могут или нет эти оставшиеся волокна выдержать приложенную нагрузку.

Отметим в первую очередь термоусталостные установки, получившие широкое распространение благодаря простоте, а также близости условий нагружения и нагрева к эксплуатационным. Нагружение осуществляется за счет стеснения температурных деформаций зажатого между двумя жесткими плитами образца [16, 186, 196, 257]. Режим деформирования (нагружения) определяется нагревом и охлаждением образца в заданных контролируемых интервалах температур. Кривые усталости для принятых величин максимальной и минимальной температур строятся по испытаниям с варьируемой жесткостью защемления. В таких установках деформации образца в цикле не превышают температурных. Величина их оценивается как расчетными, так и экспериментальными методами.

Нагружающее устройство установки ВМД-1 позволяет деформировать образец в двух режимах — при постоянной скорости растяжения и в режиме постоянной нагрузки. Принцип работы нагружающего устройства при постоянной нагрузке у описываемой установки отличается от принципа, использованного в установках типа ИМАШ-5С-65, ИМАЩ-9-66, а также в аналогичной аппаратуре японской фирмы «Юнион Оптикал», где нагружение осуществляется подвеской гирь. В установке ВМД-1 постоянная нагрузка задается тем же механизмом, что и для постоянной скорости растяжения, с тем лишь отличием, что при работе с постоянной нагрузкой между гайкой и цепью вводится пружинная подвеска.

Отметим в первую очередь термоусталостные установки, получившие широкое распространение благодаря простоте, а также близости условий нагружения и нагрева к эксплуатационным. Нагружение осуществляется в результате стеснения температурных деформаций зажатого между двумя жесткими плитами образца [1—4]. Режим деформирования (нагружения) определяется нагревом и охлаждением образца в заданных контролируемых интервалах температур. Кривые усталости для принятых величин максимальной и минимальной температур строятся по испытаниям с варьируемой жесткостью деформирования. В таких установках деформации образца в цикле не превышают температурных. Оценка их величины производится как расчетными, так и экспериментальными методами.

В некоторых задачах, решаемых поляризационно-оптическим методом, например в задачах определения термических напряжений в твердотопливных зарядах ракет, нагружение осуществляется очень медленно за сравнительно большой промежуток времени. Так как мгновенный модуль упругости материала модели не является определяющим, тарировочный образец в виде растягиваемой пластинки нагружают при комнатной температуре, •оставляя его под нагрузкой на все время эксперимента. Температуру образца понижают ступенями, выдерживая его на каждой

Для испытания протяженных конструкций типа балок и ферм на изгиб применяют многопозиционные прессы, содержащие систему отдельных нагружающих рам, закрепленных через требуемое расстояние на опорной балке. В балочном прессе фирмы MFL, способном загрузить протяженную конструкцию пролетом до 15 м восемью сосредоточенными нагрузками с любым сочетанием их значений до 200 кН каждая, нагружение осуществляется односторонними гидроцилиндрами, обращенными плунжером вниз. Цилиндры установлены в подвижной траверсе, которая может перемещаться по направляющим колоннам рам в пределах высоты 800 мм. Максимальная высота рабочего пространства пресса 1650 мм, ширина просвета рам 500 мм. Характерной особенностью этого пресса является использование жесткой опорной балки, несущей всю нагрузку, и замоноличенной в фундамент с возможностью закрепления на ней нагружающих рам. Однако применение комплектных нагружающих рам существенно ограничивает возможности испытания.

Как правило, 5Ном = еном, и тогда соотношение (I) для заданного номинального напряжения и коэффициента аа представляет собой гиперболу в координатах 5шах, ешах. В этих же координатах могут быть изображены кривые циклического деформирования по параметру полуциклов k (рис. 4). Иначе говоря, алгоритм испытаний конструируется таким образом, что нагружение осуществляется по кривой циклического деформирования S—е до точки пересечения этой кривой с гиперболой, являющейся геометрическим местом точек зависимости между $mw и едах в §рне кон-

При использовании этого подхода величина SKP рассчитывается только из сингулярных членов сингулярного поля упругого напряжения в виде уравнений (6.2) — (6.5). Причем описание ограничивается областью, лежащей вне радиуса го вокруг кончика трещины (рис. 6.7). Поскольку в основу подхода положена линейная теория, радиус г0 должен быть достаточно большим, чтобы охватить любой нелинейный район около кончика трещины. Было найдено, что средняя величина r0 ~ 0,51 мм обеспечивает хорошее соответствие теории [21] экспериментам на слоистом стеклопластике (Scotch-ply 1002) со схемами армирования [±15°Ь, [±30°]S) [±45°]s, [±60°]s и [±75°]s при нагружении в направлении 0° (вдоль оси симметрии). Анализ разрушения однонаправленного стеклопластика этой же марки также не противоречил экспериментам, когда нагружение осуществлялось под углом Э = = 45° -т- 90° к направлению армирования. В этом случае разрушение определилось в основном трещинообразованием в матрице.

Касательные напряжения создавались в тонкой кольцевой прослойке смолы, соединяющей торцы двух металлических тонкостенных цилиндров. Нагружение осуществлялось посредством вращения одного цилиндра относительно другого. Оба цилиндра смонтированы на центральной оси с втулками. Один из них неподвижно соединен с концевой плитой, дру-

Нерегулярное случайное нагружение осуществлялось в режиме слежения за деформациями в процессе испытаний. Среднее значение регулируемого параметра процесса во всех случаях нагружения задавалось равным нулю. Примеры осциллограмм изменения нагрузки и деформации в процессе испытаний показаны на рис. 1.4.3.

Исследование изменения магнитной индукции, проницаемости и магнитострикции под действием статических напряжений р-астяжения и сжатия. Исследования проводились на установке, представленной на рис. 1, а. Размеры рабочей части цилиндрического образца: диаметр D = 15 мм, длина /=170 мм, материал — низкоуглеродистая сталь Э12 в состоянии поставки. Содержание железа не менее 99,2%, углерода— не более 0,035%, от = 25 кгс/мм2. Нагружение осуществлялось с помощью гидравлической машины ЦДМ-Юпу. На образце располагались две проходные катушки: намагничивающая и измерительная. Измерительная катушка наматывалась на образец без зазора и подключалась к микровеберметру Ф18 или к милливеберметру Ml 19 в зависимости от величины магнитного потока. Для того чтобы охватить весь диапазон измеряемых значений потока, измерительная обмотка выполнялась многосекционной. Таким образом, был реализован известный метод флюксметра для определения магнитной индукции и проницаемости [5]. Это оказалось возможным

Закономерности процесса разрушения изучались на цилиндрических образцах с кольцевой выточкой, имитирующей форму впадины резьбы М20 X 2,5. Кольцевая выточка формировалась точением. Нагружение осуществлялось в мягком режиме (по заданным усилиям) на механических установках типа УМЭ. Параметры трещины измерялись с помощью люминесцентно-магнитного метода, метода красок и фрактографического.

Трубчатый образец большей длины одновременно подвергался внутреннему давлению, осевому растяжению и кручению. Пропорциональное нагружение осуществлялось при условии ах = <зу = = txy = 045°/2, где х и у — оси структурной симметрии материала. Характеристики прочности 045°, полученные при испытаниях целых трубчатых образцов, находятся в интервале предельных значений, что подтверждает правильность методики определения характеристик прочности с учетом краевой зоны.

Для этого заранее составлялась программа испытаний, представляющая собой таблицу численных значений увеличения малых ступеней нагрузок для выбранного соотношения между значениями напряжений ах, оу и тед. Рост нагрузок контролировался в процессе испытания по шкалам силоизмерителя и по шкале манометра машины ЦДМ-30. Нагружение осуществлялось с помощью ручных приводов. Предельные значения нагрузок в момент разрушения определялись по шкалам силоизмерительного устройства машины с точностью: внутреннее давление — ±0,5 атм; крутящий момент— ±1 кгсм; продольная растягивающая сила — ±50 кгс.

Испытания при мягком нагружении с выдержками (активное нагружение осуществлялось при постоянной скорости, длительность выдержек 1,5 и 50 мин — рис. 2, г) давали возможность за счет изменения продолжительности выдержек и соответствующего выбора уровня максимальных напряжений варьировать соотношение длительного статического и усталостного повреждений.

В настоящем разделе описано исследование простого стержня прямоугольного поперечного сечения, которое было выполнено с целью получения некоторых качественных сведений об изменении формы импульса на ранней стадии образования волны напряжений сжатия в стержне. В качестве образца был взят стержень с поперечным сечением 33 х 10 мм и длиной 254 мм. Нагружение осуществлялось двумя способами — падающим грузом и взрывом заряда азида свинца.

с размерами 9,5 х 216 X 280 мм из листа уретанового каучука (хизола 4485). Нагружение осуществлялось небольшим зарядом взрывчатого вещества (электрический капсюль М52АЗ), создающим импульсную нагрузку, которая распределялась по кругу диаметром около 6,3 мм. Длительность импульса, создаваемого зарядом, составляла около 800 мксек. Эта величина сравнительно большая, если учесть имеющееся соотношение скорости распространения полос интерференции и размеров модели. Чтобы сократить длительность действия нагрузки, следует применять такие взрывчатые вещества, как азид свинца или гремучую ртуть. Примерный график изменения нагрузки во времени показан на фиг. 12.9. Длительность нагружения t можно приблизительно определить, подсчитав номер кадра на фиг. 12.10. Величина давления

Расчет пластической трубчатой прокладки [30]. Расчет проводится для неразрезной трубки диаметром 35 мм и толщиной стенки 4 мм, которая помещена в кольцевой паз глубиной 31 мм, т.е. первоначально выступает на 4 мм. Определяются деформации и напряжения при обжатии трубки фланцами на величину 4 мм (смыкание торцов фланцев), нагру-жении трубки внутренним давлением р = 25,5 МПа и последующей разгрузке. Нагружение осуществлялось небольшими приращениями (рис. 4.14). Ширина площадки контакта в конце обжатия равна 3,96 мм (рис. 4.15), контактное усилие при этом рк = 594 Н/мм. Видно, что в процессе нагружения распределение контактных давлений существенно меняется. При снятии нагрузки восстановление вертикального диаметра трубки составило всего 0,28 мм. В результате действия давления контактное усилие возросло до 674 Н/мм, площадка контакта — до 4,6 мм. При полном снятии нагрузок восстановление вертикального диаметра трубки составило 0,34 мм.