Приложение В (обязательное). Определение поправки на отскок для метода В

Приложение В
(обязательное)

Определение поправки на отскок для метода В

После удара и отскока упора образец выталкивают два подвижных толкателя, маятник с энергией 0,5 mv² и упор с энергией 0,5 mv². Если образец разрушается, на индикаторе маятника сохраняется только энергия, израсходованная маятником. Поэтому необходимо добавить дополнительную энергию, вносимую упором, для определения истинной энергии, поглощенной при разрушении образца. Поправку (дополнительную энергию, вносимую упором) можно рассчитать следующим образом

(В.1)

и

,

(В.2)

где М - масса маятника, кг;

m - масса упора, кг;

V - максимальная скорость в центре удара по упору, м/с;

V₂ - скорость маятника в центре удара в момент разрушения образца, м/с;

v₁ - скорость упора сразу после отскока, м/с;

v₂ - скорость упора в момент разрушения образца, м/с;

E - энергия по показаниям шкалы маятника, Дж;

е - энергетический вклад упора, Дж (поправка на отскок, добавляемая к показаниям маятника).

После отскока упора момент системы (в горизонтальном направлении) остается постоянным. Если пренебречь вертикальной составляющей, формула для вычисления момента удара принимает вид

.

(В.3)

Если объединить формулы (В.1), (В.2) и (В.3), получим

.

(В.4)

В формуле (В.4) скорость упора после отскока v₁ является единственной неизвестной величиной. В реальных испытаниях, проводимых на образцах, начальная скорость отскока упора v₁ аналогична полученной при измерении без образца, закрепленного на маятнике. Для отдельных испытательных машин v₁ определяют как экспериментально методом фотографического анализа, так и теоретически, используя коэффициент упругого восстановления.

При построении зависимости е как функции E (для постоянных значений V, М, m и v₁) е увеличивается от нуля, проходит через максимум (0,5 ), а затем уменьшается, и проходя через нуль, становится отрицательной. Единственным участком кривой, для которого можно провести достаточно точный анализ, является начальный участок между е, равным нулю, и е, равным 0,5 .

После того как упор изменит направление, поправка становится менее определенной и после второго контакта с упором определить ее становится еще труднее. Поэтому для упрощения допускается, что после того как е достигнет максимального значения, поправка будет оставаться постоянной и иметь значение 0,5 . Использование участка кривой на рисунке В.1, на котором е постоянна, не даст точного значения поправки.

Однако по мере роста E значение поправки становится сравнительно малым и можно без большой потери точности результатов допустить, что максимальное значение поправки составляет 0,5 .

1 - формула (В.4)

Рисунок В.1 - Типичная кривая для определения поправки при одиночном отскоке упора в испытательной машине для определения прочности при ударном растяжении