Дилатометр

Дилатометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Il И С А Н И Е (ii 547589

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски«

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЮЛЬСТВУ

{6!) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 15.08.77 (21) 2519079/18-25 с присоединением заявки № —(23) Приоритет

2 (5l) М. Кл.

Гасуааретее«нее «ем«тет ссср «е,а«лам «зебретен«й я яткрит«й

Опубликовано 15.02.795юллетень №6 (53) УДК 536.41 (088.8) Дата опубликования описания 18.02.79 (72) Автор изобретения

Р. Р. Вахитов (71) Заявитель

{54) ИИЛАТОМЕТР

Изобретение относится к области тепловых испытаний, а именно к области исследования термического расцп рения материалов, и может быть применено в тех областях техники, где. требуется учет температурных деформаций деталей; узлов и конструкций в целом, возникавших при изменениях температуры в процессе эксплуатации.

Известны дилвтометры, снабженные измерительным микроскопом для визуального наблюдения эа изменением длины образца цри нагревании.

Этот метод позволяет определить абсолютные значения температурных коэффициентов линейного расширения (ГКЛР), однако он имеет сушествеиные недостатки: оольшой расход материала для испытуемого образца, трудность полученйя равномерного: температурного поля на большой длине образца, большие затраты тепло- и хладвгеитв и времени на проведение измерений и последующие вычисления ТКЛР.

Первые три недостатка исключают относительные методы измерения ТКЛР, Дилатометры, работающие по этому методу, содержат трубу, заглушенную с одного конца, опорную пластину для

5 образца, расположенную на дне трубы и стержень-толкатель, конец которого связан с индикатором его перемещения относительно открытого конпа трубы, при этом труба и стержень-толкатель выполнены иэ материала с равными

ТКЛР, Недостатком дилатометра является то, что он фиксирует не абсолютное и зменение длины образца, а разницу изменений длин образца и соответствующего участка трубы, это снижает точность измерений.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является дилатометр, в котором терМическое расширение участив трубы, соответствукьшего длине образца, компенсируется термическим расширением пластины. Компенсация достигается тем, что фуба

647589 и стержень-толкатель выполнены иэ материалов с равными ТКЛР, а опорная пластина выполнена из материала, ТКЛР которого в рабочем диапазоне температур больше, чем ТКЛР материала трубы; а их температур= йЬ е" зависимости пропорциона и йй, при этом высота пластины и ее ТКЛР связаны соотношением где Я - высота пластины;

$ — расстояние между опорными поверхностями пластины и стержнятолкетеля; с(. и Д вЂ” соответственно ТКЛР трубы ( и пластины.

Недостатком известного дилатометра является то, что индикатор показывает завышенное значение изменения длинй образца.

Белью изобретения является повыше ние точности измерения абсолютного удлинения образца при постоянном градиенте температуры вдоль его оси.

Цель 3остигается тем, что в предлаг àåìoì дилатометре компенсирующая опорная пластина разделена на две равные части, одна из которых помещена на дне заглушенного конца трубки, а другая служит опорой стержня - толкетеля.

На чертеже изображена схема предлагаемого линейного дилатометра.

Дилатометр состоит из термостата 1,в который помещена опорная трубка 2,имеющая на своем заглушенном конце отшлифованную площадку 3, на которую установлена опорная пластина 4 для образца 5. Дилатометр содержит также пластину 6, служащую опорой стержня-толкателя 7, не который упирается ножка измерительного индикатора 8. Измерительный индикатор на открытом конце трубки крепится деталями 9, изготовленными из инвара. Имеются также термо« пары 10 и Il, служащие для измерения температуры термостата и образца.

Устройство работает следующим образом.

Перед испытанием берут отсчет по индикатору, Затем образец нагревают или охлаждают. При нагревании образец расширяется, удлинение образца стерженьтолкатель 7 передает ножке индикатора 8. По величине отклонения стрелки определяется тепловое расширение об- 1 р. зца, С увеличением температуры расширяется не только образец, но и детали дилатометра: опорная трубка 2, стержень-толкатель 7, компенсирующие опорные пластины 4 и 6. Верхняя и нижняя опорные пластины расположены на уровне верхнего и нижнего конца . трубки, тепловое расширение которой надо компенсировать (тепловое расширение остальной части трубки полностью компенсируется тепловым расширением стержня-толкателя и выступа на дне трубки), и имеют одинаковую с этими участками температуру. Нижний у асток трубки расширяется меньше верхне го его участка, также,как нижняя опорная участка, также, кек нижняя опорная пластина расширяется меньше верхней, при этом достигается полная компенсация

Ю удлинений передающих деталей дилатометра, и индикатору 8 передается удлинение только самого образца.

Это можно показать следующим расчетом.

25 Пусть при начальной температуре, равной 20 С,высоты верхней и нижней опорных пластин равны — я-., расстояЪ ние между опорными поверхностями нижней пластины и стержня-толкателя

Ю равно 6о, ТКЛР трубки и пластин равны соответственно сС и N . Для ком- . пенсации удлинений соотношения размеров выбраны цо условию h — С,, О

1 а пластины помещены сверху и снизу образце. о

После нагрева на 100 С появляется вертикальный перепад температур.

Пусть разность температур верхнего конца верхней пластины и нижнего конца нижней пластины и участков трубы на их уровне 3 С (мы здесь рассмао триваем только участок трубы, заключенный между нижней поверхностью нижней пластины и верхней поверхностью верхней пластины, так как расширение остальной его длины полностью компенсируется расширением стержня-толкателя и . выступом на дне трубки)., Температура опорной поверхности нижней пластины и трубки на ее уровне равна Т н

4120 С, температура верхней поверхности верхней пластины и трубки иа ее уровне равна Т = 123 С. Этот вертикальный

55 градиент температур не будет влиять на результаты измерений, если аЬ =a(.

Использование дилатометра, в котором опорные пластины помещены в крайних по высоте положениях участка тючбы

647589

Составитель Г. Устюжанин

Редактор Л. Ватанова Техрел И, Асталош Корректор С Шекмар

Заказ 296/36 Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 удлинение которой они компенсируют, позволяет получать абсолютные значения удлинения образца при наличии вертикального градиента температур. Это значительно превышает точность измерений.

Формула изобретения

Дилатометр, содержащий опорную 39 трубку, заглушенную с одного конца, стержень-толкатель с индикатором неремещения относительно открытого конца трубки, компенсирующую опорную пластину и термостат, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения абсолютного удлинения образца при постоянном градиенте температуры вдоль его оси, компенсирующая опорная пластина разделена на две равные части, одна нэ которых томещеиа на дне заглушенного конца трубки, а другая служит опорой стержня-толка-