Нагревательное устройство к испытательным машинам

Нагревательное устройство к испытательным машинам

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

905703 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 09. 06. 80 (gl )2936401/25-28 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02 ° 82. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 15 . 02 . 82 (51) М. Кл.

6 01 N 3/02//

6 01 М 3/18

Гоауларствсиный K0NkTeT во делам изобретений и открытий (53) УДК620.172.

° 251. 28 (088. 8) (72). Авторы изобретения

l0. A. Калмыков, С. К. Ким и М. Е. Козырев (71) Заявитель (54) НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К ИСПЫТАТЕЛЬНЫМ

МАОИ НАМ

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к нагревательным устройствам испытательных машин.

Известно нагревательное устройство к испытательным машинам, содержащее кожух, охватывающий захваты для крепления испытуемого образца, нагреватели и сменные тепловые экраны, установленные между нагревателями и захватами т11.

Недостатком данного устройства является низкая точность испытаний, обусловленная неравномерным распределением тепла по длине образца.

Цель изобретения - повышение точности испытаний.

Указанная цель достигается тем, что экраны выполнены либо из материала, не пропускающего тепловые лучи, с равномерно расположенными прямоугольными прорезями, продольные оси которых перпендикулярны осям нагревателей, или с равномерно расположенными круглыми отверстиями, либо из материала, пропускаккцего тепловые лучи, с равномерно расположенными прямоугольными накладками из материала, не пропускающего тепловые лучи.

Кроме того, ширина 1 прорезей и шаг h между ними выбраны из следующих соотношений:

=Ц 1-k - -И" 1,ао

Ф; я-; где L — расстояние между захватами испытательной машины;

Оо - толщина образца;

8з - толщина захватов; коэффициент, учитывающий ха рактеристики материала образца (k= 1 - для стальных образцов; k=0, 78 — для образцов из алюминиевых сплавов; k=0, 72 — для образцов из титановых сплавов);

N-=15-20 — эмпирическая константа.

3 905

Диаметр d отверстий и шаг Н между ними выбраны из следующих соотношений: (j -=2й

Н=" °

703 4 стальных образцов; k= . =О, 78 - для образцов из алюминиевых сплавов; k=0, 72 ,для образцов из титановых ! сплавов); !

1=15-20 — эмпирическая константа.

Ширина В прямоугольных накладок и шаг h между ними выбраны из следующих соотношений:

В=-

h= "--ф

N 1 "k

На фиг.1 представлена схема нагревательного устройства; на фиг.2схема теплового экрана с прямоугольными прорезями; на фиг.3 - то же, с м круглыми сквозными отверстиями; на фиг.4 - то же, с прямоугольными накладками; на фиг.5 - разрез A-A на фиг.4; на фиг,6 - разрез 6-6 на . фиг.4. 25

Н агре вател ьное устройст во содержит кожух 1, охватывающий захваты

2 и 3 для крепления испытуемого образца 4, нагреватели 5 и 6, а также сменные тепловые экраны 7 и 8, при- эо крепленные с помощью стоек 9 к кожуху 1 и установленные между нагревателями 5 и 6 и захватами 2 и 3, причем.длина тепловых экранов 7 и 8 равна длине рабочей части испытуемого образца 4. Если тепловые экраны 7 и

8 выполнены из материала, не пропускающего тепловые лучи, то распределители теплового потока выполнены в них в виде прямоугольных прорезей 10„ <е продольные оси которых перпендикуляр-., ны осям нагревателей 5 и 6, или в виде равномерно расположенных круглых сквозных отверстий 11. Ширина 1 и шаг h между прямоугольными прорезями в экранах 7 и 8 выбраны иэ следующих соотношений: » ЩМ, (1)

М 1-аА

h - "---(1 (2)

Н 1-к844 где.L - расстояние между захватами

2 и 3 и спыт ател ьной машины;

- толщина образца 4;

Зь - толщина захватов 2 и„3;

- коэффициент учитывающий характеристики материала образца (1 =1 - для

В= и (5) 1= - ----@, ! 1 (б)

N -1 -

По периметру рамки 12 выполнены углубления 14, а на концах накладок

13 выполнены зажимы 15, входящие в углубления 14, и фиксирующие накладки 13 в заданном положении. Для улучщения отражательной способности прямоугольных накладок 13 на их поверхностях, обращенных к нагревателям, нанесен тонкий слой серебра (не показан) °

Нагревательное устройство работает следующим образом.

Зная удельные теплоемкости С и С> образца 4 и захватов 2 и 3, а также плотности ) и Р> образца 4 и захватов 2 и 3, определяют коэффициент К, учитывающий характеристика материала образца 4, Затем по соотношениям (1)(6) определяют необходимые размеры распределителей теплового потока и шаг между ними и, исходя из полученных условий, подбирают соответствующие тепловые экраны 7 и 8. Закрепляют испытуемый образец 4 в захватах испытательной машины и закрепляют

Диаметр d и шаг Н для сквозных отверстий 10 в экранах 7 и 8 выбраны из следующих соотношений:

4 =2! 8 (3)

H=L

Н (4)

Если экраны 7 и 8 выполнены из материала, пропускающего тепловые лучи, например из кварцевого стекла, установленного в рамке 12, то распределители теплового потока выполнены в виде прямоугольных накладок

13 из материала, не пропускающего тепловые лучи, например из металла, установленных на тепловых экранах

7 и 8 так, что их продольные оси перпендикулярны осям нагревателей 5 и ,.6, а ширина В и шаг h между наклад ками 13 выбраны из следующих соотношений:

5203 6 либо из материала, пропускающего тепловые лучи, с равномерно расположенными прямоугольными накладками 3 материала, не пропускающего тепловые лучи.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ширина

E прорезей и шаг h между ними выбра" ны из следующих соотношений:

1О

Ъ

Н 1-М

1 !

5 где L - расстояние между захватами испытательной машины;

Π— толщина образца

6y — толщина захватов; коэффициент, учитывающий характеристики материала образца (k=-1 - для стальных образцов; =0, 78 - для образцов иэ алюминиевых сплавов; k=0, 72 - для образцов г5 из титановых сплавов);

N=15-20 - эмпирическая константа. го

3О

Формула изобретения

1. Нагревательное устройство к испытательным машинам, содержащее кожух, охватывающий захваты для крепления испытуемого образца, нагреватели и сменные тепловые экраны, установленные между нагревателями и захватами, отли чающее ся тем, что, с целью повышения точности испытаний, экраны выполнены либо из материала, не пропускающего тепло- 45 вые лучи, с равномерно расположенными прямоугольными прорезями, продольные оси которых перпендикулярны осям нагревателей, или с равномерно расположенными круглыми отверстиями, 5 90 указанные экраны 7 и 8 на стойках 9 между нагревателями 5 и 6. Далее подают регулируемое напряжение на нагреватели 5 и 6, в результате чего тепловой поток, излучаемый ими, частично отражается от экранов 7 и 8, если они выполнены из материала, не пропускающего тепловые лучи, а другая часть потока, проходя через распределители теплового потока, выполненные в виде прорезей или отверстий, поступает к образцу 4, обеспечивая его равномерный прогрев.

Если тепловые экраны 7 и 8 выполнены иэ материала, пропускающего тепловые лучи, то тепловой поток проходит через промежутки между накладками 13.

Захваты 2 и 3, не закрытые тепловыми экранами 7 и 8, воспринимают тепловой поток большей интенсивности, из-за чего снижаются перепады температур по длине образца 4, поскольку предотвращается утечка тепла от образца

4 к захватам 2 и 3.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность испытаний за счет повышения равномерности нагрева испытуемого образца, которая обеспечивается распределителями теплового потока, имеющими заданные размеры и

1 соответствующий шаг между ними.

3. Устройство по и.1, о т л ичающе е ся тем, чтодиаметрЬ отверстий и шаг Н между ними выбраны из следующих соотношений: а24Гк 64 м" хi F

Н=- °

4. Устройство по п.1, о т л ичающее ся тем, чтоширина В прямоугольных накладок и шаг h между ними выбраны из следующих соотношений:.L

B=-9

Е 1

h--- --- N 1-К е

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Н 381961 кл. G 01 И 3/18, 1971 (прототип).