Нотч (инженерия)
В машиностроении и материаловедении надрезом . называют V-образный, U-образный или полукруглый дефект, намеренно введенный в плоский материал В конструктивных элементах надрезы вызывают концентрацию напряжений , которая может привести к возникновению и росту усталостных трещин. Надрезы используются при характеристике материалов для определения свойств, связанных с механикой разрушения, таких как вязкость разрушения и скорость роста усталостных трещин.
Надрезы обычно используются при испытаниях материала на удар , когда морфологическая трещина контролируемого происхождения необходима для достижения стандартизированной характеристики сопротивления разрушению материала. Наиболее распространенным является испытание на удар по Шарпи , при котором маятниковый молоток (ударник) ударяет по образцу с горизонтальным надрезом. Высота его последующего качания используется для определения энергии, поглощенной при разрушении. В испытании на ударную вязкость по Изоду используется вертикальный образец с круглым надрезом в консольной конфигурации. Испытание по Шарпи проводится с U- или V-образными надрезами, при этом ударник контактирует с образцом непосредственно за надрезом, тогда как в настоящее время в значительной степени устаревший метод Изода включает полукруглый надрез, обращенный к бойку. Образцы с надрезом используются в других протоколах определения характеристик, таких как на растяжение и испытания усталость .
Виды насечек [ править ]
Тип надреза, нанесенного на образец, зависит от используемого материала и характеристик. Для стандартизированных испытаний на вязкость разрушения ударным методом Шарпи размеры образцов и надрезов чаще всего берутся из американского стандарта ASTM E23 или британского стандарта BS EN ISO 148-1:2009. Для всех типов надрезов ключевым параметром, определяющим концентрацию напряжений и разрушение материалов с надрезами, является кривизна или радиус кончика надреза. [1]
V-образные насечки с острыми концами часто используются при стандартных испытаниях на вязкость разрушения пластичных материалов, полимеров, а также для определения прочности сварного шва. Применение таких надрезов для твердых сталей проблематично из-за чувствительности к выравниванию зерен, поэтому вместо этого для таких материалов можно применять испытания на кручение.
Выемка AU представляет собой удлиненную выемку с круглым кончиком, более глубокая, чем ширина. Этот надрез также часто называют С-образным надрезом, и он является наиболее распространенной формой введенного надреза из-за повторяемости результатов, полученных на образцах с надрезом. Сопоставление характеристик U-образного выреза с эквивалентом V-образного выреза является сложной задачей и выполняется в каждом конкретном случае. Стандартизированной корреляции между значениями производительности, полученными с двумя типами вырезов, не существует. [2]
Выемка «замочная скважина» обычно рассматривается как щель, оканчивающаяся отверстием заданного радиуса. Этот тип выреза чаще всего рассматривается в численных моделях. [3] Результаты вязкости разрушения, полученные при испытаниях с надрезом в виде замочной скважины, часто выше, чем результаты, полученные для образцов с V-образным надрезом или предварительно растрескавшихся.
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Лю, М.; и др. (2015). «Улучшенное полуаналитическое решение для определения напряжений в закругленных вырезах» (PDF) . Инженерная механика разрушения . 149 : 134–143. doi : 10.1016/j.engfracmech.2015.10.004 . S2CID 51902898 .
- ^ «Испытание на удар по Шарпи с U-образным надрезом» . Проверено 15 сентября 2017 г.
- ^ Ким, Джин-Кван; Чо, Санг-Бонг (2013). «Исследование полей напряжений вблизи вершины с V-образным вырезом и концевым отверстием в плоскостных и внеплоскостных условиях». Международный журнал точного машиностроения и производства . 14 (7): 1153–1161. дои : 10.1007/s12541-013-0157-0 . S2CID 255610800 .