Устройство для испытания материала на растяжение

Устройство для испытания материала на растяжение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Q Д И (: А" Н И Е 1и1 49I893

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1о8 ьпввтским

Социапистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.06.73 (21) 1939779/28-12 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.75. Б1оллетснь ¹ 42

Дата опубликования описания 18.02.76 (51) М. 1хл. С 01п 33, 36

Государственный как1итет

Совета Министрову СССР ио делай и, ойрвтьалн и открытий (53) УДЫ, 620.172(088.8) (72) Авторы изобретения

H. Н. Дергунов, Л. Ф. Бациевский, Г. Е. Мостовой, Л. Н. Щеглова и Ю. П. Ануфриев,71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛА

НА РАСТЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к приборам для испытания волокна и нитевидных кристаллов на растяжение при высокой температуре (до

3000 С) в вакууме или нейтральной среде.

Известно устройство для испытания материала на растяжение, например, волокна и нитевидных кристаллов, содержащее расположенные в рабочей камере печь, активный и пассивный захваты, систему обеспечения режимов испытания, систему регистрирования и записи нагрузки и привод. Однако известныс устройства имеют большие погрешности в измерении нагрузок и деформаций, возникающие в результате применения для динамометра и преобразователя перемещений индукционных датчиков, приводящие к тому, что нагружающая система становится нежесткой и упругая податливость системы, включая дннамометр, тяги н захваты, равна упругой податливости образца; применение в устройстве 2О неохлаждаемой тяги из стальных стержней для крепления держателя с образцом к динамометру не позволяет проводить испытания выше 1900 С из-за большой теплопроводности тяг, которые, нагревая динамометр, увеличивают погрешность в измерениях нагрузки за счет большого. дрейфа нуля; кроме того, устройством невозможно проводить серии испытаний образцов без разгерметизации рабочей камеры. 30

Описываемое устройство отличается I ei!, что оно снабжено теплообменннком, а пассивный захват состоит из двух полых частей, заполненных углеродным волокном, прн:;c м нижняя часть захвата выполнена нз граф1та, а верхняя — пз стали и расположена в теплообменнике, при этом нагревательный "-.ëåìåHT печи установлен с возможностью всртикального перемещения. Это повышает достовср;1о:ть измерений прп высокой температуре. Кроме того, для проведения серии испытаний образцов волокна или нитевидных ярнстал;1ов бсз разгерметизации рабочей камсры в нос."сдн"!! установлен магазин — манипулятор.

На чертеже схематически представлено описываемое устройство и приняты следующие условные обозначения: 1 — узел колонок; 2динамометр; 3 — теплообменннк (холодильник); 4 — верхняя стальная часть пассивного захвата; 5 — нижняя графптовая часть пассивного захвата; 6 — нагревательный элемент;

7 — держатель образца; 8 — толкатель; 9— направляющие; 10 — коническая пара шестерен; 11 — основание манипулятора; 12 — - вертикальная ось манипулятора; 13 — руч1юй привод манипулятора; 14 — электропрпвод;

15 — преобразователь перемещения; !6 — -привод подъема печи; 17 — снльфон; 18 - — активный захват; 19 — вакуумный колпак. 20 —— графптовый нагреватель.

491893

Активный захват 18 подводится с помощью электропривода 14 вплотную к нижней части

5 пассивного захвата, который фиксируется относительно первого коническими штифтами.

Загружается магазин — манипулятор держателя 7 с волокном и осуществляется вакуумпрование, после установки колпака 19. Затем с помощью ручного привода 13 основание 11 манипулятора с держателями из-за незначительного трения в узлах манипулятора поворачивается на вертикальной оси 12 за счет трения в конической паре шестерен 10 и устанавливается в положение, фиксируемое стопорным винтом, напротив направляющих пазов в захватах. После этого вращательное движение вертикальной оси манипулятора преобразуется с помощью конической пары шестерен в поступательное перемещение толкателя 8, который перемещает вдоль направляющих 9 держатели и заталкивает их поочередно в захваты после каждого испытания.

После установки держателя в захватах манипулятор отводится в сторону, опускается в рабочее положение нагревательный элемент б печи и осуществляется нагрев до заданной тем пер а тур ы.

В случае испытания волокон в нейтральной среде рабочую камеру заполняют аргоном или гелием, причем предварительно из нее откачивают воздух форвакуумным насосом, чтобы газовая среда содержала минимальное количество кислорода. Откачку и заполнение повторяют несколько раз, затем печь нагревают.

Люфт, образующийся в результате термического расширения всей нагружающей системы, выбирают перемещением активного захвата путем включения электропривода с магнитным усилителем.

Для снятия основного теплового потока, воспринимаемого динамометром, внутреннюю полость пассивного захвата заполняют углеродным волокном, а стенки верхней части захвата охлаждают холодильником.

Во время испытаний при температуре выше

2500 С возможен незначительный нагрев упругой балочки динамометра, что может привести к дрейфу нуля и изменению чувствительности, тем самым увеличению погрешности измерения нагрузки.

Для повышения точности и надежности измерений упругую балочку выполняют из сплава «элевар», сохраняющего постоянный модуль упругости до 200 С, а кремниевые полупроводниковые тензорезисторы подбирают с одинаковыми температурными коэффициентами чувствительности.

Применение тензометрической балочки позволяет существенно уменьшить упругую податливость динамометра.

Температура в печи поддерживается автоматически. Нагрузка волокна создается равномерным по скорости перемещением активного захвата, приводимого в движение электроприводом с магнитным управлением, и передается через пассивный захват на динамометр. Сигнал от упругого элемента динамометра поступает на двухкоординатный самописец.

Активный захват, перемещаясь вниз, воздействует на упругий элемент преобразователя перемещения 15, выполненного также в виде балочки с наклеенными кремниевыми полупроводниковыми тензорезисторами, сигнал от которых поступает на двухкоординатный самописец.

Формула изобретения

Устройство для испытания материала на растяжение, например волокна и нитевидных кристаллов, содержащее расположенные в рабочей камере печь, активный и пассивный захваты, систему обеспечения режимов испытания, систему регистрирования и записи нагрузки и привод, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности измерений

4о при высокой температуре, оно снабжено теплообменником, а пассивный захват состоит из двух полых частей, заполненных углеродным волокном, причем нижняя часть захвата выполнена из графита, а верхняя — из стали и

45 расположена в теплообменнике; при этом нагревательный элемент печи установлен с возможностью вертикального перемещения.

491893 га

Составитель С. Гуров

Текред E. Митрофанова

Корректор Н. Аук

Редактор Л. Тюрина

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 144/10 Изд. № 2010 Тираж 902

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4)5