ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

57-04

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Разработка относится к испытаниям на сжатие хрупких материалов, таких как искусственные строительные камни (цементный камень, раствор, бетон), и может найти применение при разрушающих испытаниях образцов в условиях равновесного, т.е. полностью контролируемого, нагружения с записью полных (с нисходящей ветвью) диаграмм для определения параметров трещиностойкости, в частности удельной энергии разрушения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является образец из хрупкого материала для испытания на сжатие, выполненный в виде куба и имеющий диагональные прорези (а.с. СССР 1270628, кл.g01 n 3/08, 1986 г. - прототип). Недостатком известного образца является как наличие большого количества прорезей, так и расположение их в диагональных плоскостях куба, в результате чего каждая прорезь формирует грань опорных подушек в виде усеченных пирамид для центральной рабочей части кубической формы и перестает выполнять функцию концентратора напряжений, определяющего направление развития трещин. Это приводит к практическиполному разрушении центральной рабочей части в процессе испытания, что значительно затрудняет возможность определения площади вновь образованных при разрушении поверхностей и, соответственно, приводит к большому разбросу значений удельной энергии разрушения, полученных на разных образцах одной серии

Задачей является повышение точности определения удельной энергии разрушения образцов из хрупких материалов при испытании на сжатие за счет обеспечения минимально возможной площади поверхностей, образуемых при разрушении образцов. Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в образце из хрупкого материала для испытания на сжатие, выполненного в виде куба и имеющего диагональные прорези. Прорезивыполнены на двух взаимно противоположных боковых гранях куба по две на каждой грани перпендикулярно поверхностям граней на глубину 01-03 длины ребра куба.

Образец 1 (см. рисунки) выполнен в виде куба из хрупкого материала с длиной а его ребра, в 4-5 раз превышающей максимальный размер неоднородностей 2 материала образца. На двух взаимно противоположных боковых гранях 3 выполнены по две взаимно перпендикулярные диагональные прорези 4 перпендикулярно поверхностям соответствующих граней, длина которых равна 1,41а, на глубинуb, равную 0,1-0,3 длины а ребра куба. При этом толщина материала между прорезями 4 составляет а-2bили 0,8-0,4 длины а ребра куба. Выполнение прорезей необходимо для образования концентраторов напряжений и задания направления развития магистральных трещин при испытании образца на сжатие, при этом прорези необходимо выполнять без нарушения структуры образца. Также образец имеет опорные поверхности 5, которыми являются две взаимно противоположные грани куба, не имеющие прорезей.

Результаты испытаний показали, что в отличие от прототипа предложенный образец из хрупкого материала для испытания на сжатие в процессе нагружения разделяется на четыре одинаковые трехгранные равнобедренные призмы, что позволяет расчетным путем определить площади вновь образованных поверхностей и, следовательно, уменьшает случайный разброс данных при определении удельной энергии разрушения из одной серии образцов.

Рис. 2