Устройство для испытания образцов на прочность в труднодоступных условиях

Устройство для испытания образцов на прочность в труднодоступных условиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: испытания конструкционных материалов на механические свойства . Цель: расширение функциональных возможностей устройства. Сущность изобретения: устройство содержит пространственную раму, выполненную в виде двух скрещенных под прямым углом коромысел, жестко связанных в центре перпендикулярным им центральным стержнем, и скрещенных под прямым углом двуплечих рычагов, предназначенных для шарнирного приложения нагрузки вдоль оси центрального стержня. Концы параллельных между собой коромысла и рычага связаны посредством захватов и ограничителей, которые установлены между захватами и соответствующими этим захватам концами рычагов и коромысел . Устройство также снабжено жестко закрепленными параллельно оси захватов стержнями, сечение которых выбрано из условия их последовательного разрушения через заданные промежутки времени. Положительный эффект: устройство позволяет производить испытания образцов на прочность как сразу после начала испытаний , так и после выдержки заданное время. 1 табл. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик (5!)5 G 01 N 3/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (1 И (21) 4749181/28 (22) 25.09.89 (46) 07.01,93. Бюл. Иг 1 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) Г,М,Гаврилов и M,А,Криштал (56) Авторское свидетельство СССР

N 1402056, кл. G 01 N 3/04, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ПРОЧНОСТЬ В ТРУДНОДОСТУПНЫХ УСЛОВИЯХ (57) Использование: испытания конструкционных материалов на механические свойства. Цель: расширение функциональных возможностей устройства. Сущность изобретения: устройство содержит пространственную раму, выполненную в виде двух скрещенных под прямым углом коромысел, жестко связанных в центре перпендикулярИзобретение относится к измерительной технике, в частности к испытаниям конструкционных материалов на механические свойства.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для испытания на прочность, принятое за прототип, содержащее. пространственную раму, выполненную в виде двух скрещенных под прямым углом коромысел, жестко связанных в центре перпендикулярным им центральным стержнем и скрещенных под прямым углом двуплечих рычагов, предназначенных для шарнирного приложения нагрузки вдоль оси центрального стержня.,, Ж, 178б385 А1 ным им центральным стержнем, и скрещенных под прямым углом двуплечих рычагов, предназначенных для шарнирного приложения нагрузки вдоль оси центрального стержня. Концы параллельных между собой коромысла и рычага связаны посредством захватов и ограничителей, которые установлены между захватами и соответствующими этим захватам концами рычагов и коромысел. Устройство также снабжено жестко закрепленными параллельно оси захватов стержнями, сечение которых выбрано из условия их последовательного разрушения через заданные промежутки времени.

Положительный эффект: устройство позволяет производить испытания образцов на прочность как сразу после начала испытний, так и после выдержки заданное врем

1 табл. 3 ил.

Одноименные концы параллельных между собой коромысла и рычага связаны посредством захватов и ограничителей, Недостатком этого устройства является ограниченная область применения вследствие невозможности обеспечения передачи нагрузки на образцы как сразу после начала испытаний, так и после выдержки заданное время, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения передачи нагрузки на образцы как сразу после начала испытаний, так и после выдержки заданное время.

Ф

1786385

Для этого ограничители установлены. Образцы 6-11 имеют различные рабо. междузахватамиисоответствующимиэтим .. чие сечения, подобранные так, чтобы их захватам концами рычагов и коромысел, а пределы прочности располагались между устройство снабжено жестко закрепленны- наименьшим и наибольшим предельными ми параллельно оси захватов стержнями, 5 напряжениями, создаваемыми в образцах сечение которых выбрано из условия их по- <6 < сгу < ob < (< o10 < пц. Образцы Kà>õследовательного разрушения через задан- дой пары 6-7; 8-9; 10-11, выполненные заодные промежутки времени. но (из одной заготовки или неподвижно

На фиг.,1 схематично изображено пред- соединенные сварочным швом), посредстлагаемое устройство; на фиг.2 — схема креп- 10 вом центрального отверстия без зазора залений образцов; на фиг.3 — пример креплены на штыре "а" ограничителя 12 и обработки результатов испытания. посредством выступов на концах с зазором

Устройство содержит пространствен- . Л установлены в отверстиях перемычки ную раму, состоящую из центрального стер- 13, Один из,внешних концов образца систежня 1 и двух коромысел 2, двуплечие рычаги 15 мы А; В, С, D (на фиг.1 образца 6) без зазора

3 и 4, стержни 5, образцы (например, шесть установлен на концах двуплечего рычага 2 и штук)6-11,ограничители12иперемычки13. коромысла 3, Второй внешний конец крайКоромысла 2, скрещенные под прямым него образца.(на фиг.2 образца 11) — с зазоуглом, жестко связаны в центре перпенди- ром 2Л установлен на концах двуплечего кулярным центральным стержнем 1, Дву- 20 рычага 2 и коромысла 4. плечие рычаги 3 и 4 скрещены также под Устройство работает следующим обрапрямым углом и совместно с коромыслами зом.

2 расположены в параллельных плоскостях, Груз Р, приложенный к двуплечему рыперпендикулярных центральному стержню чагу 4, воздействует на блоки В и О, через

1. 25 них на коромысло 2, центральный стержень

Концы двуплечего рычага 3, в центре 1идалеенаблокиАи С,установленные на которого шарнирно закреплен груз Р, свя- концах двуплечего рычага 3, закрепленного заны с соответствующим коромыслом 2, на основании. расположенным в плоскости, проходящей В момент погружения к каждому блоку через ось стержня 1, посредством захватов 30 прикладывается нагрузка Р/2. При этом в блоков В и D. Каждый из этих блоков вклю- блоке А при влиянии мгновенного воэдейстчает стержень 5, сечение которого выбрано - вия среды, например облучения (накоплениз условия разрушения через заданный ное воздействие среды пока отсутствует), промежуток времени, и параллельно соеди- разрушаются образцы, напряжения в котоненную с ним систему, последовательно 35 рых превысили предел прочности (на фиг,1 расположенных образцов 6-11, ограничите- показан разрушенным образец 6 блока А). лей 12 и пеоемычек 13. Силовая цепь этого блока при этом не разКонцыдву.плечего рычага 3, центр ко- рушается, так как нагрузка на месте разру. торого шарнирно закреплен на основании, шенного образца воспринимается связаны с соответствующий коромыслом 2, 40 ограничителем 12 при выбранном зазоре с расположенным в плоскости, также прохо- двуплечим рычагом 3. дящей.через ось центрального стержня 1, Одновременно, т.е. в момент нагружепосредством блоков захватов А и С. Блок С ния устройства, нагружаются стержни 5 . также, как блоки В и D. включает стержень блоков В, С, 0. В момент разрушения стер5 и параллельно расположенную с ним сис- 45 жня 5 блока В, сечение которого выбрано из тему последовательно соединенных образ- условия разрушения через период цов 6-11, ограничителей 12 и перемычек 13, Лt (фиг,3), происходит нагружение образа блок А -только систему образцов, ограни- цов этого блока. На фиг.1 показаны разручителей и перемычек. шенными вследствие воздействия среды, Каждый стержень 5 в блоках В, С, D без 50 например облучения за период Л т, образзазора закреплен на коромысле 2 и соответ- цы 6 7, 8, ствующем конце двуплечего рычага 3 или 4. В блоке С стержень 5 разрушается чеКаждая из систем, входящая в блоки А, рез период 2 Лr. В этот момент происходит

В, С. О, содержит ограничители 12, последо- нагружение образцов этого блока. На фиг.1 вательно без зазора соединенные междусо- 55 показаны разрушенными вследствие возбой перемычками 13. Крайние концы . действиясредызапериод2Лт образцы 6, перемычек с зазором Л установлены на 7, 8, 9. концах рычагов 2 и соответствующих коро- В блоке О, в котором сечение стержня 5 мыслах 3 или 4. выбрано из условия разрушения его через

1786385 период 3 Лт, стержень 5 показан не разрушенным, т.е, зафиксировано положение в момент, когда время разрушения стержня 5 этого блока еще не наступило (2 Лт< т<3 Лт), На фиг.1 образцы этого блока показаны ненаг- 5 руженными..

Пример. При испытании листового материала ОХ16М15М36 толщиной 0,25 мм при температуре 650 С и грузе 18 кг назначены параметры образцов, приведенные в 10 таблице;

Интервал долговечности эталонных образцов назначен Лт =600 ч (25 суток).

В блоке А(в момент нагружения устройства) разрушен образец 6. Следовательно, 15 предел прочности при мгновенном воздействии среды равен среднему напряжению смежных разрушенного и неразрушенного образцов:

0o = 0,5(ob + o7)=0,5(270+240)=255 М Па 20 (25,5 кг/мм ).

B блоке В через 600 ч после начала испытания при разрушенных образцах 6, 7, 8: ррррр =0,6 0р +0g)=0,5(210+160)=195 25

МПа (19,5 кг/мм ).

В блоке С через 1200 ч при разрушенных образцах 6. 7, 8, 9: о1 оо=0,5(2 + п1 о )=0,5(180+150)=165

МПа (16,5 кгlмм ). 30

В блоке D через 1800 ч при разрушенных образцах 6, 7, 8, 9, 10: ащоо=0,5(etp + 01 t)=0,5(150+120)=135

МПа (13,5 кг/мм ).

На основании полученных данных строят график зависимости предела прочности от времени воздействия среды, например облучения (фиг.2).

Предлагаемое устройство в отличие от базового позволяет определять предел прочности материалов, предназначенных для изготовления конструкций, эксплуати-, руемых длительное время в труднодоступных условиях, например в активной зоне ядерного реактора как сразу после начала испытаний, так и после выдержки заданное время, Формула изобретения

Устройство для испытания образцов на прочность в труднодоступных условиях, содержащее пространственную раму, выполненную в виде двух скрещенных под прямым углом коромысфл, жестко связанных в центре перпендикулярным им центральным стержнем, и скрещен под прямым углом двуплечих рычагов; предназначенных для шарнирного приложения нагрузки вдоль оси стержня, а каЖдый одноименный конец параллельных между собой коромысла и рычага связаны посредством захватов для образцов и ограничихелей, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройстве путем обеспечения передачи нагрузки на образцы как сразу после начала испытаний, так и после выдержки заданное время, ограничители установлены ивкду захватами и соответствующими этим эахватам концами рычагов и коромысел, а устройство снабжено жестко закрепленными параллельно оси захватов стержнями, сечение которых выбрано из условия их последовательного разрушения через заданные промежутки» времени.

1786385

1786385

Редактор

Заказ 243 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

250

600 7200

Щ г, 5

Составитель Г.Гаврилов

Техред М.Моргентал Корректор В,Петраш