一种评价圆环或圆管状脆性材料弹性模量和强度的方法

摘要

本发明提供了一种圆管或圆环状脆性材料弹性模量和断裂强度的试验方法，首先将管材或环材被测样品加工成缺口环试样，缺口位于样品高度的一半处，对缺口环试样施加一个压缩载荷，在线弹性范围内根据获得的载荷增量和对应的压缩位移增量以及样品尺寸计算出材料的弹性模量；对样品施加压缩载荷直至样品断裂，通过临界载荷和样品尺寸计算得出其强度。本发明无须特定的夹具，不受试验环境和条件限制，可用于在低温、高温、超高温、真空以及有毒有害介质等常规试验无法进行的特殊环境下的检测，解决了一些管状和环状部件的弹性模量和强度测试的样品加工难的问题，具有重要的实际应用价值。

主权项

1.一种圆管或圆环状脆性材料弹性模量和弯曲强度的测试方法，其特征在于：将圆管或圆环状脆性材料切割加工成带有一个缺口的环状样品，简称缺口环试样，在测试环境下对试样在与缺口垂直方向施加压缩载荷直至样品断裂，获得载荷增量和对应的试样在施力方向压缩位移增量，并记录样品断裂时的临界载荷，依据记录数据及样品尺寸分别计算出材料的弹性模量和弯曲强度；所述缺口环样品弹性模量计算公式为：$E=\frac{3\pi }{4000b}\times \frac{\mathrm{\Delta P}}{\mathrm{\Delta \delta }}\times {\left(\frac{R+r}{R-r}\right)}^3---\left(1\right)$其中ΔP为样品线弹性范围内载荷增加量，Δδ为所对应的样品压缩位移变化量，R为缺口环试样外半径，r为缺口环试样内半径，b为试样宽度；所述缺口环样品弯曲强度计算公式为：$\sigma =\frac{P_c}{\mathrm{bR}[\ln (R/r)\times \frac{R+r}{R-r}-2]}---\left(2\right)$当时，缺口环试样属于小曲率样品，采用下述公式，$\sigma =\frac{2P_c(R+2r)}{b{(R-r)}^2}---\left(3\right)$其中P_c为试样断裂时所对应的临界载荷，R为缺口环试样外半径，r为缺口环试样内半径，b为试样宽度。