Установка для испытания на растяжение колец при нагреве

Установка для испытания на растяжение колец при нагреве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности испытания за счет совместного перемещения нагревателя и полудиска в процессе деформации образца. Раздвижные полудиски 7 и 8 связаны с тягами 1 и 2. Внутри полудисков выполнены глухие пазы

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РесПУБлик

{l 9) (I! ) (s>)s G Of N 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Р > 1 Ii, - 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4843204/28 (22) 28.06.90 (46) 23.07.92, Бюл. N. 27 (71}.Институт проблем прочности УССР (72) В. П, Кращенко и Н. П. Рудницкий (56) Авторское свидетельство СССР

М 1241085, кл. 6 01 и 3/18, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N. 4341532, кл. О 01 N 3/18, 1986. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА

РАСТЯЖЕНИЕ КОЛЕЦ ПРИ НАГРЕВЕ (57) Изобретение относится к испытаниям на прочность. Цель изобретения — повышение точности испытания за счет совместного перемещения нагревателя и полудиска в процессе реформации образца. Раздвижные полудиски 7 и 8 связаны с тягами 1 и 2.

Внутри полудисков выполнены глухие пазы

1749763 лов, 10 и 11, соосно осям которых установлены нагреватели 12 и 13, Образец 9 размещают на полудисках 7 и 8, которые нагреваются радиационным излучением от нагревателей .

12 и 13, Затем включается механизм нагруИзобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для изучения свойств материалов трубчатой формы, работающих при высоких температурах и давлениях в различных средах.

Известно устройство для испытания колец ча растяжение при нагреве, содержащее два раздвижных полудиска, образующих цилиндрическую оправку, предназначенные для взаимодействия с внутренней поверхностью образца в виде кольца,. связанные с ними тяги для приложения растягивающего усилия и нагреватель, выполненный в виде цилиндра и установленный соосно цилиндрической оправке, причем на внутренней поверхности полудисков установлены шторки. После выхода на заданный температурный режим включают испытательную машину и через тяги и полудиски нагрузка передается на образец.

LUTopKvI защища1от образец от прямого излучения нагревателя. Однако при нагреве из-за интенсивного теплоотвода, преимущественно, по силопередающим тягам образец нагревается неравномерно, что снижает точность определения механических характеристик материала — модуля упругости, условного предела текучести, предела прочности и относительного удлинения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является установка для испытания колец на растяжение при нагреве, содержащая два установленных с воэможностью перемещения друг относительно друга полудиска, предназначенных для взаимодействия с внутренней поверхностью кольца, с глухими пазами в каждом, связанные с полудисками тяги, оси которых перпендикулярны оси пазов, и нагреватель, части которого размещены в упомянутых пазах, В каждом полудиске выполнен паз с вершиной в форме полуцилиндра. Нагреватель из готовлен в виде двух цилиндрических элементов, каждый из которых расположен соосно с соответствующей полуцилиндрической вершиной паза в полудисках. Размеры паза определяются исхода из того, чтобы отсутствовал прямой тепловой поток от циженил, и к образцу прикладывают растягивающее усилие, В процессе деформации нагреватель перемещается вместе с образцом, сохранял постоянство температуры на

его поверхности, 2 з. и. ф-лы, 5 ил, линдрических элементов нагревателя на образец при максимальном.раэводе полудисков.

Однако при повышении температуры выше 1500 К начинает падать конструкционная прочность полудисков, что ведет к искажению получаемых характеристик прочности и пластичности. Наличие неподвижного нагревателя, а также теплоотвод по пассивной тяге при большой деформации испытуемого кольца дает неравномерное распределение температуры по образцу

Это приводит к появлению термических напряжений в исследуемом материале, что существенно снижает точность испытаний, особенно при исследовании волокнистых металлических композиционных материаЦель изобретения - повышение точно20 сти испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для испытания колец на растяжение при нагреве, содержащей два устанавленных .с воэможностью перемещения друг относительно друга полудиска, предназначенных для взаимодействия с внутренней поверхностью кольца, с глухими пазами в каждом, связанные с полудисками тяги, оси которых перпендикулярны оси па30 зов; и нагреватель, части которого размещены в упомянутых пазах, каждая часть нагревателя выполнена с независимым подключением и установлена с возможностью перемещения с соответствующим полуди35 ском.

Особенйостью предлагаемого устройства является и то, что пазы изготовлены в аиде глухих отверстий, форма которых повторяет форму нагревателя.

40 Задача устанОвки состоит в том, чтобы расширить температурный диапазон испытаний до 2000 К и одновременно повысить точность получаемых механических характеристик исследуемых материалов. Темпе45 ратурный диапазон расширен за счет изменения конструкции полудисков (сделав ее коробчатой), за счет глухих отверстий прямоугольной формы (форму выбирают исходя из размеров нагревателя и возможно50 сти ее выполнения), что привело к усилению обеспечивает рассекатель 28, Система охлаждения включает в себя насос и систему трубопроводов (не показано). Управление нагревом осуществляется при помощи двух систем БРТ-3 (не показано).

Установка работает следующим образом, На полудиски 7 и 8 испытательной машины устанавливают образец 9. На нагрева10 тели 12 и 13 подают электрический ток. За счет радиационного излучения последних полудиски 7 и 8 нагреваются и это тепло передается на образец 9, После достижения заданной температуры на образце 9 и необходимой выдержки включается механизм нэгружения (не показан), и через тяги 1 и 2, а также полудиски 7 и 8 к образцу 9 прикладывается растягивающее усилие, Охлаждение подвижных токовводов 16

20 и 17 осуществляется хладагентом по каналам 20 и 21, образующихся рассекателем 28 и переходником 4, Дальше хладагент движется по каналам 22 и 23 переходника 4, а затем по каналам 24 и 25 токовводов 16 и 17 соответственна, и через каналы 26 и 27 переходника 4 поступает в каналы, образованные рассекателем 28 и переходником 4 нэ слив, Токовводы 14 и 15 охлаждаются аналогично (не показано). испытании, когда увеличивается теплоотвод, причем неодинаковый по обеим тягам, Кроме того, точность испытаний повышается эа счет изменения конструкции полудисков 7 и 8 путем повышения их жесткостй, для чего пэзь 10 и 11 в полудисках 7 и 8, куда вставляются нагреватели 12 и 13, выполнены глухими, Формула изобретения

1. Установка для испытания на растяжение колец при нагреве, содержащая два ус50 зов, и нагреватель, части которого размещены в упомянутых пазах, о т л и ч э ю щ а я— зависимым подключением и установлена с возможностью перемещения с соответствующим полудиском. конструкции полудисков (важно при высоких температурах) и более эффективной передаче тепла от нагревателя к полудискам, а также за счет установки дополнительного нагревателя с дополнительным источником тока. Точность испытаний достигнута путем равномерного распределения температуры по кольцевому образцу как в статике(нагрев образца и.выдержка при заданной температуре), так и в динамике (во время испытания образца при перемещении дисков). Это достигнуто за счет добавления еще одного нагревателя, причем с независимым источником питания,.что дало возможность регулировать температуру на двух палудисках; особенно это важно во время деформироввния образца, когда увеличивается теплоотвод по тягам, причем неравномерный. При испытании пластичных материалов, относительное удлинение которых больше 8, наличие второго нагревателя, закрепленного на подвижной тяге, дает возможность сохранить начальные условия нагрева вплоть до разрушения образца. В противном случае, например при испытании в газовой среде, разноудаленность полудисков с образцом от нагревателя во время дефармирования ведет к неравномерному распределению температуры по образцу и, как следствие, искажению получаемых характеристик 30, Предлагаемая установка по сравнению прочности и пластичности.

На фиг. 1 показана рабочая зона испы- . тательной камеры установки; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1 (полудиски с образцом и нагревателями в пазах); на фиг, 3 — разрез 35

Б — Б на фиг. 1 (две пары токовводов с кана- деление температуры по образцу 9 во время лами охлаждения), на фиг. 4 — разрез  — 8 на фиг, 1 (переходник с парой токовводов и с каналами подвода и отвода хладагента); на фиг. 5 — разрез à — Г на фиг, 1 (токовводы и 40 полудиск с нагревателем), Установка содержит две тяги 1 и 2. К тяге 2 при помощи хомута 3 прикреплен переходник 4. При помощи хомутов 5 и 6 к тяге 1 и переходнику 4 прикреплены раз- 45 движные элементы с полудисками 7 и 8, образующими цилиндрическую оправку, на которую установлен кольцевой образец 9,, тановленныхс возможностью перемещения

Внутри полудисков 7 и 8 выполнены глухие друг относительно друга полудискэ, предпазы 10 и 11, соосно осям которых уЬтанов- назначенных для взаимодействия с внутлены нагреватели 12 и 13, концы которых ренней поверхностью кольца, с глухими закреплены в токовводах 14 и 15 соответст- пазами в каждом, связанные с полудисками венно, а также 16 и 17, Токовводы 16 и 17 тяги, оси которых перпендикулярны осипазлектрически изолированно установлены на переходнике 4 и при помощи кабелей 18 и 5

19 соединены с дополнительным независи- с я тем, что, с целью повышения точности, мымисточникомпитэния(непоказан),Тако- каждая часть нагревателя выполнена с невводы 16 и 17 через переходник 4 снабжены системой каналов 20-27 для подвода и от- вода хладагента, циркуляцию которого

1749763 (4

4ЪГ. 2

2. Установка поп, 1,отл ич в ю ща яс я тем, что пазы выполнены в виде глухих отверстий.

3. Установка по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что форма пазов повторяет форму нагревателя.

1749763

o- — 8 г у(/ б

/О

Юаг. 5

Составитель В, Кращенко

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M. Демчик

Редактор И, Дербак

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2590 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 415