Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами
Приведены результаты исследований момента зарождения трещины при испытаниях на ударный изгиб. Разработана методика регистрации момента зарождения трещины с использованием тензорезисторов. Методика опробована на стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами. Проведено сравнение диаграмм...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы прочности |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/173297 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами / Е.А. Кондряков, А.В. Панасенко, В.В. Харченко // Проблемы прочности. — 2015. — № 2. — С. 88-94. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-173297 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кондряков, Е.А. Панасенко, А.В. Харченко, В.В. 2020-11-29T16:42:11Z 2020-11-29T16:42:11Z 2015 Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами / Е.А. Кондряков, А.В. Панасенко, В.В. Харченко // Проблемы прочности. — 2015. — № 2. — С. 88-94. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/173297 620.178.7 Приведены результаты исследований момента зарождения трещины при испытаниях на ударный изгиб. Разработана методика регистрации момента зарождения трещины с использованием тензорезисторов. Методика опробована на стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами. Проведено сравнение диаграмм сигнала датчиков и диаграмм нагружения с результатами фрактографических исследований изломов образцов. Наведено результати досліджень моменту зародження тріщини при випробуваннях на ударний згин. Розроблено методику реєстрації моменту зародження тріщини з використанням тензорезисторів. Методику опробовано на стандартних зразках Шарпі та зразках із боковими надрізами. Проведено порівняння діаграм сигналу датчиків і діаграм навантаження з результатами фрактографічних досліджень злому зразків. ru Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами |
| spellingShingle |
Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами Кондряков, Е.А. Панасенко, А.В. Харченко, В.В. Научно-технический раздел |
| title_short |
Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами |
| title_full |
Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами |
| title_fullStr |
Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами |
| title_full_unstemmed |
Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами |
| title_sort |
экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах шарпи и образцах с боковыми надрезами |
| author |
Кондряков, Е.А. Панасенко, А.В. Харченко, В.В. |
| author_facet |
Кондряков, Е.А. Панасенко, А.В. Харченко, В.В. |
| topic |
Научно-технический раздел |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| publishDate |
2015 |
| language |
Russian |
| container_title |
Проблемы прочности |
| publisher |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| format |
Article |
| description |
Приведены результаты исследований момента зарождения трещины при испытаниях на ударный изгиб. Разработана методика регистрации момента зарождения трещины с использованием тензорезисторов. Методика опробована на стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами. Проведено сравнение диаграмм сигнала датчиков и диаграмм нагружения с результатами фрактографических исследований изломов образцов.
Наведено результати досліджень моменту зародження тріщини при випробуваннях на ударний згин. Розроблено методику реєстрації моменту зародження тріщини з використанням тензорезисторів. Методику опробовано на стандартних зразках Шарпі та зразках із боковими надрізами. Проведено порівняння діаграм сигналу датчиків і діаграм навантаження з результатами фрактографічних досліджень злому зразків.
|
| issn |
0556-171X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/173297 |
| citation_txt |
Экспериментальное определение момента зарождения трещины в стандартных образцах Шарпи и образцах с боковыми надрезами / Е.А. Кондряков, А.В. Панасенко, В.В. Харченко // Проблемы прочности. — 2015. — № 2. — С. 88-94. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kondrâkovea éksperimentalʹnoeopredeleniemomentazaroždeniâtreŝinyvstandartnyhobrazcahšarpiiobrazcahsbokovyminadrezami AT panasenkoav éksperimentalʹnoeopredeleniemomentazaroždeniâtreŝinyvstandartnyhobrazcahšarpiiobrazcahsbokovyminadrezami AT harčenkovv éksperimentalʹnoeopredeleniemomentazaroždeniâtreŝinyvstandartnyhobrazcahšarpiiobrazcahsbokovyminadrezami |
| first_indexed |
2025-11-27T04:47:52Z |
| last_indexed |
2025-11-27T04:47:52Z |
| _version_ |
1850800697460654080 |
| fulltext |
ÓÄÊ 620.178.7
Ýêñïåðèìåíòàëüíîå îïðåäåëåíèå ìîìåíòà çàðîæäåíèÿ òðåùèíû
â ñòàíäàðòíûõ îáðàçöàõ Øàðïè è îáðàçöàõ ñ áîêîâûìè íàäðåçàìè
Å. À. Êîíäðÿêîâ, À. Â. Ïàíàñåíêî, Â. Â. Õàð÷åíêî
Èíñòèòóò ïðîáëåì ïðî÷íîñòè èì. Ã. Ñ. Ïèñàðåíêî ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ, Óêðàèíà
Ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ìîìåíòà çàðîæäåíèÿ òðåùèíû ïðè èñïûòàíèÿõ íà
óäàðíûé èçãèá. Ðàçðàáîòàíà ìåòîäèêà ðåãèñòðàöèè ìîìåíòà çàðîæäåíèÿ òðåùèíû ñ èñïîëü-
çîâàíèåì òåíçîðåçèñòîðîâ. Ìåòîäèêà îïðîáîâàíà íà ñòàíäàðòíûõ îáðàçöàõ Øàðïè è îáðàç-
öàõ ñ áîêîâûìè íàäðåçàìè. Ïðîâåäåíî ñðàâíåíèå äèàãðàìì ñèãíàëà äàò÷èêîâ è äèàãðàìì
íàãðóæåíèÿ ñ ðåçóëüòàòàìè ôðàêòîãðàôè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé èçëîìîâ îáðàçöîâ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: îáðàçåö Øàðïè, îáðàçåö ñ áîêîâûìè íàäðåçàìè, èíñòðóìåíòèðî-
âàííûé êîïåð, ìîìåíò çàðîæäåíèÿ òðåùèíû.
Ââåäåíèå. Êîððåêòíîå îáîñíîâàíèå ïðî÷íîñòè è äîëãîâå÷íîñòè ýëåìåíòîâ
îáîðóäîâàíèÿ 1-ãî êîíòóðà ÀÝÑ îáóñëîâëåíî ñîâåðøåíñòâîâàíèåì íîðìàòèâíîé áàçû
îòíîñèòåëüíî ìåõàíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ìàòåðèàëîâ â ýêñïëóàòàöèîííûõ óñëî-
âèÿõ.
Ñóùåñòâóþùèå â íàñòîÿùåå âðåìÿ ìåòîäèêè îöåíêè ðàäèàöèîííîãî îõðóï÷è-
âàíèÿ ìåòàëëà ðàçëè÷àþòñÿ ñïîñîáîì îáðàáîòêè äàííûõ èñïûòàíèé îáðàçöîâ-ñâèäå-
òåëåé (ÎÑ) [1–3]. Îãðàíè÷åííîå êîëè÷åñòâî èñïûòàíèé ÎÑ, îñîáåííî ïðè âûñîêîì
óðîâíå ôëþåíñà, è äåôèöèò îáëó÷åííîãî ìåòàëëà ïðèâîäÿò ê çíà÷èòåëüíûì îòêëî-
íåíèÿì â ïðîãíîçàõ èçìåíåíèÿ ñâîéñòâ ìàòåðèàëîâ ïîä âîçäåéñòâèåì îõðóï÷èâà-
þùèõ ôàêòîðîâ ïî ðàçëè÷íûì ìåòîäèêàì. Ðåøåíèå äàííîé ïðîáëåìû ñîñòîèò â
ïîâûøåíèè èíôîðìàòèâíîñòè êàæäîãî èñïûòàíèÿ, ðàçâèòèè íîâûõ ìåòîäîâ èñïû-
òàíèé è ñîâåðøåíñòâîâàíèè èçâåñòíûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ìåòîäèê. Îñîáîå âíèìà-
íèå óäåëÿåòñÿ îïðåäåëåíèþ õàðàêòåðèñòèê òðåùèíîñòîéêîñòè ïî ðåçóëüòàòàì óäàð-
íûõ èñïûòàíèé îáðàçöîâ Øàðïè.
Îïèñàííàÿ â äàííîé ðàáîòå ìîäåðíèçàöèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ
ïîçâîëÿåò ñóùåñòâåííî ïîâûñèòü èíôîðìàòèâíîñòü óäàðíûõ èñïûòàíèé ñòàíäàðòíûõ
îáðàçöîâ Øàðïè è îáðàçöîâ ñ áîêîâûìè íàäðåçàìè.
Èñïîëüçîâàíèå òåíçîðåçèñòîðîâ è ñîâðåìåííûõ âûñîêîñêîðîñòíûõ ñèñòåì ðå-
ãèñòðàöèè, ðåàëèçîâàííûõ â âåðòèêàëüíîì èíñòðóìåíòèðîâàííîì êîïðå, ïîçâîëÿåò
ïîâûñèòü òî÷íîñòü èññëåäîâàíèé è ïîëó÷àåìûé ïðè èñïûòàíèè îáúåì äàííûõ î ïðî-
öåññå ðàçðóøåíèÿ. Ïóòåì ñðàâíåíèÿ äèàãðàìì íàãðóæåíèÿ â êîîðäèíàòàõ óñèëèå P –
âðåìÿ t, ïîñòðîåííûõ ïðè êîíòàêòå óäàðíèêà ñ îáðàçöîì ïðè èñïûòàíèÿõ íà óäàðíûé
èçãèá, ñ ðåçóëüòàòàìè ôðàêòîãðàôè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ìîæíî ïîëó÷èòü äîïîëíè-
òåëüíóþ èíôîðìàöèþ î ìåõàíèçìàõ ðàñïðîñòðàíåíèÿ òðåùèíû â îáðàçöå Øàðïè.
Ìåòîäèêà èñïûòàíèé è îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ. Ñîãëàñíî ñóùåñòâóþùèì
ìåòîäèêàì äëÿ îïðåäåëåíèÿ õàðàêòåðèñòèê òðåùèíîñòîéêîñòè ïî ðåçóëüòàòàì èñïû-
òàíèé íà óäàðíûé èçãèá îáðàçöîâ Øàðïè íåîáõîäèìî çíàòü ìîìåíò çàðîæäåíèÿ
òðåùèíû. Îáû÷íî ïðåäïîëàãàþò, ÷òî îí ñîîòâåòñòâóåò ìàêñèìàëüíîìó óñèëèþ íà
äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ [4]. Îäíàêî íåêîòîðûå èññëåäîâàòåëè ïîëàãàþò, ÷òî ìîìåíò
çàðîæäåíèÿ òðåùèíû íàñòóïàåò çíà÷èòåëüíî ðàíüøå [5].
 äàííîé ðàáîòå îïèñàíû ìåòîäèêà ôèêñèðîâàíèÿ ìîìåíòà çàðîæäåíèÿ òðåùè-
íû è îñîáåííîñòè åå ðàñïðîñòðàíåíèÿ â îáðàçöàõ Øàðïè è îáðàçöàõ ñ ãëóáîêèìè
áîêîâûìè íàäðåçàìè ïðè èñïûòàíèÿõ íà óäàðíûé èçãèá íà âåðòèêàëüíîì èíñòðóìåí-
òèðîâàííîì êîïðå. Ñõåìà, ïðèíöèïû ðàáîòû ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ è
© Å. À. ÊÎÍÄÐßÊÎÂ, À. Â. ÏÀÍÀÑÅÍÊÎ, Â. Â. ÕÀÐ×ÅÍÊÎ, 2015
88 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 2
ìåòîäèêà ïðîâåäåíèÿ òàêèõ èñïûòàíèé ïðèâåäåíû ðàíåå [6]. Ìàòåðèàë îáðàçöîâ –
ãîðÿ÷åêàòàíàÿ ñòàëü 45. Ñòðóêòóðà ñòàëè – ôåððèòíî-ïåðëèòíàÿ ñìåñü, ôàçû ôåððèòà
è ïåðëèòà ïðåäñòàâëåíû â âèäå îòäåëüíûõ çåðåí (êîëîíèé). Ñðåäíèé äèàìåòð çåðåí
ôåððèòà ñîñòàâëÿåò 35 ìêì, ïåðëèòà – 54 ìêì. Äëÿ ñòðóêòóðû ìàòåðèàëà õàðàêòåðíà
ñèëüíî âûðàæåííàÿ òåêñòóðèðîâàííîñòü.
Íà îñíîâå íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòîâ [7, 8] áûëà ðàçðàáîòàíà ìåòîäèêà îïðåäå-
ëåíèÿ ìîìåíòà çàðîæäåíèÿ òðåùèíû â îáðàçöàõ Øàðïè ïðè èñïûòàíèÿõ íà óäàðíûé
èçãèá. Ñîãëàñíî äàííîé ìåòîäèêå íà îáðàçöå âáëèçè âåðøèíû íàäðåçà êðåïèëñÿ
äàò÷èê äåôîðìàöèè, íå òðåáóþùèé êàëèáðîâêè. Íà÷àëî ðàñïðîñòðàíåíèÿ òðåùèíû
îïðåäåëÿåòñÿ ïî ðåçêîìó ïàäåíèþ (ïî êðàéíåé ìåðå íà 20%) ñèãíàëà äàò÷èêà íà
äèàãðàììå â êîîðäèíàòàõ ýëåêòðè÷åñêîå íàïðÿæåíèå U – âðåìÿ t.
Äàò÷èêè ðàñïîëàãàëè íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ âáëèçè V-îáðàçíîãî êîíöåíòðà-
òîðà âäîëü ïðåäïîëàãàåìîãî ôðîíòà ðàñïðîñòðàíåíèÿ òðåùèíû (ðèñ. 1). Ìàðêèðîâêà
îáðàçöîâ: áóêâîé “C” îáîçíà÷åíû îáðàçöû Øàðïè, áóêâîé “S” – îáðàçöû ñ áîêîâûìè
íàäðåçàìè. Êàíàëû ðåãèñòðàöèè ñèãíàëà äàò÷èêà íà îáðàçöå è íà óäàðíèêå áûëè ñèí-
õðîíèçèðîâàíû ïî âðåìåíè. Äèñêðåòíîñòü ñèãíàëà ïî âðåìåíè ñîñòàâëÿåò 2 10 7� � ñ
(÷àñòîòà îòêëèêà 5000000 Ãö).
Ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé. Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû ñèíõðîíèçèðîâàííûå äèàãðàììû
ñèãíàëà äàò÷èêà è íàãðóæåíèÿ äëÿ îáðàçöîâ Ñ-1 (òåìïåðàòóðà èñïûòàíèé Ò � �25 C) è
Ñ-2 (Ò � �35 C). Ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå íà äèàãðàììå ñèãíàëà äàò÷èêà ðàñïî-
ëàãàåòñÿ ïî âðåìåíè âáëèçè íà÷àëà ðåçêîãî ñïàäà óñèëèÿ íà äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ.
Àíàëîãè÷íûé õàðàêòåð èìåþò äèàãðàììû äëÿ îáðàçöà Ñ-2 (ðèñ. 2,á), çà èñêëþ÷åíèåì
òîãî, ÷òî ìàêñèìóì íà äèàãðàììå ñèãíàëà äàò÷èêà ñäâèíóò âïðàâî ïî ñðàâíåíèþ ñ
òî÷êîé íà÷àëà ó÷àñòêà ðåçêîãî ïàäåíèÿ óñèëèÿ íà äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ, â òî âðåìÿ
êàê äëÿ îáðàçöà Ñ-1 îí ñäâèíóò âëåâî. Ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû èñïûòàíèé
íàáëþäàåòñÿ òåíäåíöèÿ ê ñäâèãó ìàêñèìóìà íà äèàãðàììå ñèãíàëà äàò÷èêà ïðå-
èìóùåñòâåííî âëåâî â íàïðàâëåíèè ìàêñèìóìà íà äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ.
Íà ìàêðîôðàêòîãðàììàõ êàæäîãî èç îáðàçöîâ ìîæíî íàáëþäàòü õàðàêòåðíûå
çîíû: ñòàáèëüíîãî ïîäðàñòàíèÿ è íåñòàáèëüíîãî ïðîñêîêà òðåùèíû; äîëîìà è ãóá
ñðåçà. Íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíà ìàêðîôðàêòîãðàììà îáðàçöà Ñ-1. Ñ òî÷êè çðåíèÿ àíàëèçà
ôèçè÷åñêîãî ñìûñëà äèàãðàììû ñèãíàëà äàò÷èêà íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ñóùåñò-
âåííîé îñîáåííîñòüþ èçëîìîâ îáðàçöîâ Øàðïè ÿâëÿåòñÿ ôîðìà çîíû ñòàáèëüíîãî
ïîäðàñòàíèÿ – îíà èìååò âèä âûòÿíóòîãî òðåóãîëüíèêà èëè òðàïåöèè ñ ìàêñèìàëüíîé
ïðîòÿæåííîñòüþ (ïî íàïðàâëåíèþ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ìàãèñòðàëüíîé òðåùèíû) â öåíò-
ðàëüíîé ÷àñòè îáðàçöà è ìèíèìàëüíîé (÷àñòî áëèçêîé ê íóëþ) íà êðàÿõ èçëîìà, ò.å.
âáëèçè åãî áîêîâûõ ïîâåðõíîñòåé (çîíû ãóá ñðåçà). Òàêèì îáðàçîì çàðîæäåíèå
òðåùèíû ïðîèñõîäèò âíóòðè îáðàçöà ñ ïîñëåäóþùèì âûõîäîì íà ïîâåðõíîñòü, ÷òî
ñîïðîâîæäàåòñÿ èíòåíñèâíûì äåôîðìèðîâàíèåì áîêîâûõ ãðàíåé îáðàçöà è ïîÿâëå-
íèåì íà íèõ óòÿæåê (ãóáû ñðåçà). Ïðè ýòîì äàò÷èê â áîëüøåé ñòåïåíè ðåàãèðóåò íà
à á
Ðèñ. 1. Âèä îáðàçöîâ ñ äàò÷èêàìè äåôîðìàöèè: à – îáðàçåö Ñ-1; á – îáðàçåö Ñ-2.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 2 89
Ýêñïåðèìåíòàëüíîå îïðåäåëåíèå ìîìåíòà ñòðàãèâàíèÿ òðåùèíû ...
äåôîðìàöèþ ïîâåðõíîñòè îáðàçöà, ÷åì íà ìîìåíò çàðîæäåíèÿ òðåùèíû. Ïðè òàêîé
ôîðìå è ðàçìåðàõ òðåùèíû çàòðóäíèòåëüíûì ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ðåãèñòðà-
öèè äàò÷èêîì ìîìåíòà åå çàðîæäåíèÿ.
Ýòèì ìîæíî îáúÿñíèòü òîò ôàêò, ÷òî ìàêñèìóì íà äèàãðàììå ñèãíàëà äàò÷èêà íå
ñîâïàäàåò ñ ìàêñèìóìîì íà äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ, à ñìåùåí âïðàâî ïî âðåìåíè.
Äëÿ ïîäòâåðæäåíèÿ äàííîãî ïðåäïîëîæåíèÿ áûëè ïðîâåäåíû äîïîëíèòåëüíûå
èñïûòàíèÿ ñ äåôîðìèðîâàíèåì îáðàçöîâ Øàðïè áåç èíèöèèðîâàíèÿ è ñ èíèöèèðîâà-
íèåì òðåùèíû.
Ïóòåì âàðüèðîâàíèÿ âûñîòîé ïàäåíèÿ óäàðíèêà áûëè ïîäîáðàíû ñêîðîñòè åãî
ïàäåíèÿ â ìîìåíò êîíòàêòà ñ îáðàçöîì, ïðè êîòîðûõ îí äåôîðìèðîâàëñÿ áåç çàðîæ-
äåíèÿ òðåùèíû.
à á
â ã
Ðèñ. 2. Äèàãðàììû íàãðóæåíèÿ (1) è ñèãíàëà äàò÷èêà (2): à – îáðàçåö C-1; á – îáðàçåö C-2; â, ã –
óâåëè÷åíèå ìàñøòàáà ó÷àñòêà ðåçêîãî ïàäåíèÿ óñèëèÿ íà äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ äëÿ îáðàçöîâ
C-1 è C-2 ñîîòâåòñòâåííî.
Ðèñ. 3. Ìàêðîôðàêòîãðàììà îáðàçöà C-1: 1, 2 – çîíû ñòàáèëüíîãî ïîäðàñòàíèÿ è íåñòàáèëüíîãî
ïðîñêîêà òðåùèíû; 3 – çîíà äîëîìà; 4 – ãóáû ñðåçà.
90 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 2
Å. À. Êîíäðÿêîâ, À. Â. Ïàíàñåíêî, Â. Â. Õàð÷åíêî
Ïðè ñêîðîñòè ïàäåíèÿ óäàðíèêà V � 1,4 ì/ñ òðåùèíà èíèöèèðîâàëàñü â öåíò-
ðàëüíîì ñå÷åíèè îáðàçöà C-3 (ðèñ. 4). Íà äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ õîðîøî âèäåí
ó÷àñòîê ðåçêîãî ïàäåíèÿ óñèëèÿ â ìîìåíò çàðîæäåíèÿ è ðàñïðîñòðàíåíèÿ õðóïêîé
òðåùèíû â öåíòðàëüíîì ñå÷åíèè îáðàçöà. Èç ðèñ. 5 ñëåäóåò, ÷òî òðåùèíà çàðîæäàåòñÿ
â öåíòðàëüíîì ñå÷åíèè îáðàçöà (ìàêñèìàëüíîå ðàñêðûòèå òðåùèíû ñîñòàâëÿåò îêîëî
1 ìì â öåíòðàëüíîì ñå÷åíèè) è íå âûõîäèò íà áîêîâóþ ïîâåðõíîñòü. Äèàãðàììà
ñèãíàëà äàò÷èêà èìååò ìàêñèìóì, ñìåùåííûé âëåâî ïî îòíîøåíèþ ê ìàêñèìóìó íà
äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, â äàííîì ñëó÷àå äàò÷èê ðåãèñòðèðóåò äåôîð-
ìàöèþ íà ïîâåðõíîñòè îáðàçöà, íî íå ðåãèñòðèðóåò çàðîæäåíèå ñòàáèëüíîé âÿçêîé
òðåùèíû âíóòðè íåãî, ïîñêîëüêó åå áåðåãà íå âûøëè íà åãî áîêîâûå ïîâåðõíîñòè.
Íà äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ îòñóòñòâóåò ó÷àñòîê ðåçêîãî ñïàäà óñèëèÿ, ñâèäåòåëüñò-
âóþùèé î ðàñïðîñòðàíåíèè â îáðàçöå õðóïêîé íåñòàáèëüíîé òðåùèíû.
 äàëüíåéøåì îáðàçåö áûë ðàçðóøåí ïðè ñêîðîñòè óäàðíèêà V � 3 ì/ñ. Äèà-
ãðàììà åãî ðàçðóøåíèÿ ïðèâåäåíà íà ðèñ. 6. Âèäíî, ÷òî íà äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ
îòñóòñòâóåò ó÷àñòîê äåôîðìàöèè/çàðîæäåíèÿ òðåùèíû, ò.å. íà÷àëüíûé ó÷àñòîê èìååò
âèä ïðÿìîé ëèíèè (óïðóãàÿ äåôîðìàöèÿ) ñ íåçíà÷èòåëüíûìè êîëåáàíèÿìè. Ýòî
ñâÿçàíî ñ íàëè÷èåì â îáðàçöå Ñ-3 èíèöèèðîâàííîé òðåùèíû.
Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ ìîìåíòà
çàðîæäåíèÿ òðåùèíû èìååò ðÿä íåäîñòàòêîâ, ñâÿçàííûõ â ïåðâóþ î÷åðåäü ñ îáðà-
çîâàíèåì áîêîâûõ óòÿæåê. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ áîëåå òî÷íûõ ðåçóëüòàòîâ áûëè ïðîâåäåíû
èñïûòàíèÿ îáðàçöîâ ñ ãëóáîêèìè áîêîâûìè íàäðåçàìè ñ öåëüþ èñêëþ÷åíèÿ âëèÿíèÿ
äåôîðìèðîâàíèÿ èõ áîêîâîé ïîâåðõíîñòè íà ïîêàçàíèÿ äàò÷èêà. Äàííûé òèï îáðàç-
öîâ ïðåäëîæåí ÖÍÈÈ ÊÌ “Ïðîìåòåé” [3] (ðèñ. 7).
Ðèñ. 4 Ðèñ. 5
Ðèñ. 4. Äèàãðàììû íàãðóæåíèÿ (1) è ñèãíàëà äàò÷èêà (2) äëÿ îáðàçöà C-3, ñêîðîñòü óäàðíèêà
V �1 4, ì/ñ.
Ðèñ. 5. Òðåùèíà â îáðàçöå C-3, ñêîðîñòü óäàðíèêà V �1 4, ì/ñ.
Ðèñ. 6. Äèàãðàììû íàãðóæåíèÿ (1) è ñèãíàëà äàò÷èêà (2) äëÿ îáðàçöà C-3, ñêîðîñòü óäàðíèêà
V � 3 ì/ñ.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 2 91
Ýêñïåðèìåíòàëüíîå îïðåäåëåíèå ìîìåíòà ñòðàãèâàíèÿ òðåùèíû ...
Ìîìåíò çàðîæäåíèÿ òðåùèíû â îáðàçöàõ ñ ãëóáîêèìè áîêîâûìè íàäðåçàìè
îïðåäåëÿëñÿ ïî îïèñàííîé âûøå ìåòîäèêå. Äàò÷èê äåôîðìàöèè êðåïèëñÿ íà áîêîâóþ
ïîâåðõíîñòü îáðàçöà âîçëå íàäðåçà ïàðàëëåëüíî ïðåäïîëàãàåìîé òðàåêòîðèè ðàñ-
ïðîñòðàíåíèÿ òðåùèíû.
Ðèñ. 7. Îáðàçåö ñ ãëóáîêèìè áîêîâûìè íàäðåçàìè.
à á
â ã
ä å
Ðèñ. 8. Ñðàâíåíèå äèàãðàìì íàãðóæåíèÿ (1) è äèàãðàìì ñèãíàëà äàò÷èêîâ (2), ïîëó÷åííûõ äëÿ
ðàçíûõ îáðàçöîâ è òåìïåðàòóð èñïûòàíèÿ: à, á – îáðàçåö S-1 (Ò � �12 C); â, ã – îáðàçåö S-2
(Ò � �55 C); ä, å – îáðàçåö S-3 (Ò � �80 C).
92 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 2
Å. À. Êîíäðÿêîâ, À. Â. Ïàíàñåíêî, Â. Â. Õàð÷åíêî
Íà ðèñ. 8 ïðåäñòàâëåíû õàðàêòåðíûå äèàãðàììû ñèãíàëà äàò÷èêà è äèàãðàììû
íàãðóæåíèÿ îáðàçöîâ ñ áîêîâûìè íàäðåçàìè ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ. Ó÷àñòîê
ìîíîòîííîãî ðîñòà ñèãíàëà äàò÷èêà íà äèàãðàììå îáóñëîâëåí íàêîïëåíèåì óïðóãîé
äåôîðìàöèè îáðàçöà â ìîìåíò åãî êîíòàêòà ñ óäàðíèêîì êîïðà. Ìîìåíò çàðîæäåíèÿ
òðåùèíû íà äèàãðàììå ñèãíàëà äàò÷èêà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ìîìåíòó ðåçêîãî ïàäåíèÿ
óñèëèÿ ïîñëå åãî ìîíîòîííîãî ðîñòà, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò îá îñâîáîæäåíèè áîêîâîé
ïîâåðõíîñòè îáðàçöà îò óïðóãîé äåôîðìàöèè âñëåäñòâèå ðàñïðîñòðàíåíèÿ òðåùèíû â
åãî ïîïåðå÷íîì ñå÷åíèè.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî íàëè÷èå áîêîâûõ íàäðåçîâ ïîçâîëÿåò èçáåæàòü íåãàòèâ-
íîãî âëèÿíèÿ ýôôåêòà îáðàçîâàíèÿ áîêîâûõ óòÿæåê íà ïîêàçàíèÿ äàò÷èêà. Òàêèì
îáðàçîì äàò÷èê ôèêñèðîâàë ëèøü èçìåíåíèå óïðóãîé äåôîðìàöèè íà áîêîâîé ïîâåðõ-
íîñòè îáðàçöà ñ ïîñëåäóþùåé ðàçãðóçêîé áåðåãîâ òðåùèíû ïðè åå ðàñïðîñòðàíåíèè
ïîñëå êîíòàêòà óäàðíèêà ñ îáðàçöîì.
Èç ðèñ. 8 âèäíî, ÷òî ìîìåíò çàðîæäåíèÿ òðåùèíû äëÿ âñåõ îáðàçöîâ îòìå÷àåòñÿ
âáëèçè íà÷àëà ó÷àñòêà ðåçêîãî ïàäåíèÿ óñèëèÿ èç-çà íåñòàáèëüíîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ
òðåùèíû â îáðàçöå. Àíàëèç èçëîìîâ ïîêàçûâàåò, ÷òî ôðîíò òðåùèíû â îáðàçöàõ ñ
áîêîâûìè íàäðåçàìè ÿâëÿåòñÿ ðàâíîìåðíûì (ðèñ. 9).
 û â î ä û
1. Ðàçðàáîòàíà è îïðîáîâàíà ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ ìîìåíòà çàðîæäåíèÿ òðå-
ùèíû â îáðàçöàõ Øàðïè è îáðàçöàõ ñ áîêîâûìè íàäðåçàìè ïðè èñïûòàíèÿõ íà
óäàðíûé èçãèá íà âåðòèêàëüíîì èíñòðóìåíòèðîâàííîì êîïðå.
2. Ñðàâíåíèå äèàãðàìì íàãðóæåíèå–ñèãíàë äàò÷èêà ñ ðåçóëüòàòàìè ôðàêòîãðà-
ôè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ñ ó÷åòîì äàííûõ ïî îïðåäåëåíèþ ìîìåíòà çàðîæäåíèÿ
òðåùèíû ïîçâîëÿåò áîëåå òî÷íî ñîïîñòàâèòü ó÷àñòêè íà äèàãðàììå íàãðóæåíèÿ ñ
õàðàêòåðíûìè çîíàìè èçëîìà.
3. Ïîäòâåðæäåíî, ÷òî òðåùèíà â îáðàçöå Øàðïè ïðè èñïûòàíèè íà óäàðíûé
èçãèá çàðîæäàåòñÿ â åãî öåíòðàëüíîì ñå÷åíèè.
4. Îïèñàííóþ ìåòîäèêó îïðåäåëåíèÿ ìîìåíòà çàðîæäåíèÿ òðåùèíû áîëåå êîð-
ðåêòíî èñïîëüçîâàòü íà îáðàçöàõ ñ áîêîâûìè íàäðåçàìè èç-çà îòñóòñòâèÿ âëèÿíèÿ
áîêîâûõ óòÿæåê íà ïîêàçàíèÿ äàò÷èêîâ.
Ð å ç þ ì å
Íàâåäåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåíü ìîìåíòó çàðîäæåííÿ òð³ùèíè ïðè âèïðîáóâàííÿõ
íà óäàðíèé çãèí. Ðîçðîáëåíî ìåòîäèêó ðåºñòðàö³¿ ìîìåíòó çàðîäæåííÿ òð³ùèíè ç
âèêîðèñòàííÿì òåíçîðåçèñòîð³â. Ìåòîäèêó îïðîáîâàíî íà ñòàíäàðòíèõ çðàçêàõ Øàðï³
à á
Ðèñ. 9. Ìàêðîèçëîìû îáðàçöîâ S-2 (à) è S-3 (á) ñ ãëóáîêèìè áîêîâûìè íàäðåçàìè.
ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 2 93
Ýêñïåðèìåíòàëüíîå îïðåäåëåíèå ìîìåíòà ñòðàãèâàíèÿ òðåùèíû ...
òà çðàçêàõ ³ç áîêîâèìè íàäð³çàìè. Ïðîâåäåíî ïîð³âíÿííÿ ä³àãðàì ñèãíàëó äàò÷èê³â ³
ä³àãðàì íàâàíòàæåííÿ ç ðåçóëüòàòàìè ôðàêòîãðàô³÷íèõ äîñë³äæåíü çëîìó çðàçê³â.
1. ÏÍÀÝ Ã-7-008-89. Ïðàâèëà óñòðîéñòâà è áåçîïàñíîé ýêñïëóàòàöèè îáîðóäîâà-
íèÿ è òðóáîïðîâîäîâ àòîìíûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ óñòàíîâîê. – Ì.: Ýíåðãîàòîì-
èçäàò, 1990. – 168 ñ.
2. Unified Procedure for Lifetime Assessment of Components and Piping in WWER
NPPs (“VERLIFE”) / European Commission under the Euratom Research and
Training Programme on Nuclear Energy. – Version 8. – 2008. – 275 p.
3. ÐÄ ÝÎ 1.1.2.09.0789-2009. Ìåòîä îïðåäåëåíèÿ âÿçêîñòè ðàçðóøåíèÿ äëÿ îöåíêè
öåëîñòíîñòè è ñðîêà ñëóæáû êîðïóñîâ ðåàêòîðîâ òèïà ÂÂÝÐ-1000 ñ èñïîëüçîâà-
íèåì ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèé îáðàçöîâ-ñâèäåòåëåé. – ÎÀÎ “Êîíöåðí Ýíåðãî-
àòîì”. – 2009. – 61 ñ.
4. Schindler H. J. Estimation of the dynamic J–R-curve from a single impact bending
test // 11th Eur. Conf. on Fracture (Sept. 3–6, 1996). – Poitiers, France, 1996. – P. 2007
– 2012.
5. Chaouadi R. and Puzzolante J. L. Crack resistance determination from the Charpy
impact test // 16th Eur. Conf. on Fracture (July 3–7, 2006). – Alexandroupolis,
Greece, 2006. – 13 p.
6. Õàð÷åíêî Â. Â., Êîíäðÿêîâ Å. À., Æìàêà Â. Í., Áàáóöêèé À. À. Èíñòðóìåíòè-
ðîâàííûé êîïåð äëÿ óäàðíûõ èñïûòàíèé: îñíîâíûå ýëåìåíòû, àíàëèç ðàáîòî-
ñïîñîáíîñòè // Íàäåæíîñòü è äîëãîâå÷íîñòü ìàøèí è ñîîðóæåíèé. – 2006. – ¹ 27.
– Ñ. 121–130.
7. ASTM E1820-01. Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness //
Annual Book of ASTM Standards. – Vol. 03.01. – ASTM International, West
Conshohocken, PA, 1998. – 46 p.
8. Proposed Standard Methods for Instrumented Precracked Charpy Impact Testing of
Steels and Other Metallic Materials // ESIS Procedure P7-00, Draft 25.4: December
2005.
Ïîñòóïèëà 23. 03. 2015
94 ISSN 0556-171X. Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, 2015, ¹ 2
Å. À. Êîíäðÿêîâ, À. Â. Ïàíàñåíêî, Â. Â. Õàð÷åíêî
|