SU1226166A1 - Method of determining strength characteristics of viscous-plastic materials - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к исследованию физических свойств в зко-пластичных материалов, а именно к определению их прочностных характеристик .The invention relates to the study of the physical properties of visco-plastic materials, namely the determination of their strength characteristics.

Цель изобретени  - обеспечение возможности дифференцированного определени  величин предельных напр жений сдвига и см ти  в зко-пластичных материалов и повьпвение точности определени  этих величин.The purpose of the invention is to provide the possibility of a differentiated determination of the values of the limiting shear stresses and the viscosity of visco-ductile materials and the accuracy of the determination of these quantities.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что в исследуемый в зко-пластичный материал погружают два конуса с различными углами . при вершине, составл ют систему двух уравнений, каждое из которых  вл етс  условием равновеси  соответствующего конуса в момент его остановкиThe essence of the proposed method consists in the fact that two cones with different angles are immersed in the visco-plastic material under investigation. at the vertex, a system of two equations is made, each of which is an equilibrium condition of the corresponding cone at the moment of its stopping

с; рwith; R

cos гcos g

SicSr yi eSicSr yi e

sin Ч,/2, (1)sin ×, / 2, (1)

Sj sinSj sin

,/2., / 2.

где F - нагрузки соответственно на первый и второй конусы;where F is the load on the first and second cones, respectively;

Р и Рр - предельные напр жени  соответственно сдвига и см ти ;P and Pp are the ultimate stresses and shears, respectively;

S и S,j - площади погруженныхS and S, j - area immersed

частей соответственно первого и второго конусов;parts of the first and second cones, respectively;

V и Y - углы при вершинах соответственно первого и второго конусов,V and Y - the angles at the vertices of the first and second cones, respectively,

и решают ее относительно Р и Pg .and solve it with respect to P and Pg.

В момент прекращени  погружени  конуса под действием фиксированной нагрузки часть этой нагрузки уравновешиваетс  предельным напр жением сдвига, действующим по площади погруженной части конуса вдоль его образующей, а друга  часть - предельным напр жением см ти , действующим по той же площади нормально к его поверхности, т.е. условие равновеси  конуса при прекращении его погружени  будет иметь вид:At the moment of stopping a cone under the action of a fixed load, a part of this load is balanced by the ultimate shear stress acting on the area of the submerged part of the cone along its component, and the other part by the maximum strain stress acting on the same area normally to its surface, t. e. the condition of equilibrium of a cone at the termination of its immersion will be:

+ Р-.+ P-

1one

COS --4- Pj- SCOS - 4- Pj- S

Ч sin -2H sin -2

(2)(2)

f Sм .еf S m

cos часть нагрузки F, затраченна  на деформацию сдвига;cos part of the load F, spent on shear deformation;

fc« РСfc "RS

S -sin г часть нагрузки F, затраченна  на деформацию см ти .S -sin g part of the load F, spent on the deformation of see that.

Следует, что, чем больше угол Ч при вершине конуса, тем больша  часть нагрузки F затрачиваетс  на деформацию см ти  и если Ч -180° , то f, F, а fj О..При уменьшении угла часть нагрузки , затрачиваема  на деформацию см ти , уменьшаетс  и если Ч - О, то ,„-0, f.e- F.It follows that, the larger the angle H at the tip of the cone, the greater part of the load F is spent on the deformation of sm and if H is -180 °, then f, F, and fj O. When reducing the angle, part of the load is spent on the deformation of sm decreases and if H - O, then - 0, fe - F.

Произвед  погружение в исследуемый материал двух конусов с различными углами при вершине и записав дл  каждого условие равновеси , получают систему двух уравнений с двум  неизвестными , решив которую относиDip into the studied material two cones with different angles at the vertex and write down the equilibrium condition for each, get a system of two equations with two unknowns, deciding which

наход т их величиныfind their values

тельно Р и РрP and Pp

дл  исследуемого материала.for the test material.

При решении данной системы уравнений с помощью определителей выражени  дл  вычислени  Р и Р. имеютWhen solving this system of equations using expression determinants for calculating P and P. have

fn гfn g

вид:view:

30thirty

р R

Пример. Проводилось опреде- : ление прочностных характеристик гли- ноцементной пасты. Дл  этого в испытуемый материал погружались поочередно три конуса с углами при вершинеExample. The determination of the strength characteristics of the clay paste was carried out. To do this, three cones with vertex angles were immersed in the test material alternately.

i 1i 1

30, 60 и 90. под действием нагрузок соответственно 426, 465 и 520 Г. Погружение проводилось с помощью усовершенствованного прибора Вика. При погружении подвижна  часть прибора притормаживалась, что обеспечивало плавное и медленное погружение конусов . Каждый конус погружалс  п ть раз, в расчет принималось наименьшее из п ти значение глубины погружени . Расчетные значени  глубин погружени  дл  каждого конуса составили соответственно 29,5, 16 и 10 мм. Значени  Р и Pg виг:чсл лись дл  каждой пары конусов.30, 60 and 90. under the action of loads, respectively, 426, 465 and 520 g. Immersion was carried out using an improved Vicat device. When immersed, the movable part of the device was braked, which ensured the smooth and slow immersion of the cones. Each cone was immersed five times, the smallest of five values of the immersion depth was taken into account. The calculated depths for each cone were 29.5, 16 and 10 mm, respectively. The values of P and Pg Vig: were for each pair of cones.

Кроме того, значение Р было опре делено способом см ти  коническогоIn addition, the value of P was determined by the method of cm conic

226166226166

образца плоскостьюsample plane

( V. 180 ) . Дл (V. 180). For

этого из испытуемого материала был изготовлен образец конической вершиной вверх и произведено его см тие горизонтальной плоскостью под действием нагрузок 492 и 592 Г. См тие производилось также с помощью , прибора Вика. Дл  каждой нагрузки определ лс  средний диаметр отпечатка и величина предельного напр же- Iни  см ти  по формуле L - F This sample was made of the test material with a conical tip upwards and was wiped out by a horizontal plane under the action of loads 492 and 592 G. The wick was also produced using a Wick device. For each load, the average footprint diameter and the limiting stress value were determined using the formula L - F

РгWg

т dt d

где F - нагрузка на плоскостьwhere F is the plane load

d - средний диаметр отпечатка. Результаты измерений сведены в таблицу.d is the average print diameter. The measurement results are tabulated.

Claims (2)

Формула изобретен и я _____fi_sin_ .sin ^/2 * ч?2 cos %/2 _ sirfj/2~The formula is invented and I _____fi_sin_ .sin ^ / 2 * h? 2 cos% / 2 _ sirfj / 2 ~ COS \/2/ „Fi__________________COS \ / 2 / „Fi__________________ 2 cos //2 cos //2л2 cos // 2 cos // 2l Способ определения прочностных характеристик вязкопластичных мате- 40 риалов, включающий погружение в исследуемый материал конуса под действием фиксированной нагрузки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности диф- 45 ференцированного определения предельных напряжений сдвига и смятия и повышения точности их определения, в исследуемый материал погружают два конуса с различными углами при вер- 50 шине, сумма которых не равна 180°, а значения предельных напряжений сдвига и смятия определяют из выраженийA method for determining the strength characteristics of visco-plastic materials, including immersing a cone in the test material under a fixed load, characterized in that, in order to enable differentiated determination of the ultimate shear and shear stresses and to improve the accuracy of their determination, they are immersed in the test material two cones with different angles at the top 50, the sum of which is not equal to 180 °, and the values of the ultimate shear and crushing stresses are determined from the expressions F, ' sin Y’z/2 sin ^/2 '“cos ^,/2 sin^/2 cos ^/2 где F_i и F^ - нагрузки соответственно на первый и второй конусы;F, 'sin Y'z / 2 sin ^ / 2' “cos ^, / 2 sin ^ / 2 cos ^ / 2 where F _i and F ^ are the loads on the first and second cones, respectively; S, и S₂ - площади погруженных частей соответственно первого и второго конусов ;S, and S ₂ - the area of the submerged parts, respectively, of the first and second cones; Ψ, и Ч - углы при вершинах соответственно первого и второго конусов;Ψ, and H are the angles at the vertices of the first and second cones, respectively; Р* и Р₍ - предельные напряжения соответственно сдвига и смятия.P * and P ₍ are the ultimate stresses of shear and shear, respectively.