Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von mechanischen Spannungswerten an Werkstoffen.
Schweissnähte von Bauteilen und warmgeschlagene Nieten nehmen während ihrer Abkühlung von höheren Temperaturen auf Raumtemperaturen dadurch Spannungen auf, dass sie behindert werden, sich von ihrem grösserem Warmvolumen auf ihr kleineres Xaltvolumen zusammenzuziehen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, den dabei auftretenden Spannungsanstieg und die Fliessvorgänge zu bestimmen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Spannung gemessen wird, welche entsteht, wenn man die Temperatur des Prüfkörpers verändert, wobei seine Länge gleichbleibend gehalten wird.
Eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung gibt die beiliegende Zeichnung wieder.
Ein Probestab 1 wird in einen elektrisch beheizten Ofen 2 so eingebracht, dass er mit Hilfe von Einspannköpfen 3 und 4 unter Zugspannung gesetzt werden kann. Die Spannung wird z. B. durch ein Schneckenrad 5 mit Hilfe eines Elektromotors 6 erzeugt.
Durch den Ofen wird nunmehr der Probestab auf Temperaturen oberhalb der Rekri stallisation erhitzt. Durch die Prüfeinrichtung wird der Probestab 1 bei der genannten Temperatur so vorgespannt, dass er nach Stillsetzen des Ofens 2 und während der dann einsetzenden Abkühlung auf niedrigere Temperaturen Spannungen infolge des Schrumpfvorganges aufnimmt. Das Gleichhalten seiner Messlänge L geschieht durch Messfedernpaare 7 und 8. Diese Messfedern sind so angeordnet, dass sie innerhalb der Messlänge L gegen Wärmeausdehnung oder -zusammenzishen bei ansteigender bezw. sinkender Temperatur unempfindlich ge macht worden sind. Ausserhalb des Ofens tragen die Messfedern prismatische Körper 9 mit Schneiden nach Art des Martens'schen Spiegelapparates.
An Stelle der dort benutzten Spiegel sind Xontakthebel angeordnet, die z. B. durch zwei Anodenströme von Gleichstromröhrenverstärkern 10 und 11 über Sehaltsehützen 12 und 13 den Elektromotor 6 derartig in Tätigkeit setzen, dass bei einem Kürzerwerden der Messlänge des Prüfstabes der Motor diesen belastet und umgekehrt bei einem Längerwerden entlastet.
In die Prüfvorrichtung ist ausserdem ein Zugstab 14 eingebaut, der Messfedern 15 nach Art des Martens'schen Spiegelapparates trägt und mittels einer Lampe 16 auf einem Diagrammpapier 17 die Spannung im Stab in Abhängigkeit von der Zeit bezw. Temperatur aufzeichnet.
Mit der Vorrichtung kann auch so verfahren werden, dass man den Probestab 1 erst auf eine Temperatur oberhalb 250 aufheizt, dann den Stab bis unter oder nur wenig über seine Warmstreckgrenze belastet und dann unter Gleichhaltung seiner Messlänge langsam aufheizt, bis sich der durch die anfängliche Spannung eingestellte elastische Längenzuwachs durch plastisehe Verformung aufgezehrt hat. Man erhält dann einen ähnlichen von der Temperatur abhängigen Spannungsverlauf wie bei dem erstgenannten Verfahren, bei dem die Spannung mit sinkender Temperatur anstieg.
An Stelle von einem oder mehreren Rontakthebeln mit Gleichstromröhren-Verstärkern und Relais kann eine oder können mehrere Vakuumschalter treten, die auch durch ein oder zwei Messfedernpaare betätigt werden. Ebenso können Lichtzeiger und Photozellen an Stelle von Kontakthebeln verwendet werden.
Method and device for determining mechanical stress values on materials.
Welded seams of components and hot-stamped rivets absorb tensions as they cool down from higher temperatures to room temperatures because they are prevented from contracting from their larger warm volume to their smaller cold volume.
The subject matter of the invention is a method and a device for determining the voltage rise occurring and the flow processes.
The object is achieved in that the voltage is measured, which arises when the temperature of the test body is changed while its length is kept constant.
An example embodiment of a device for carrying out the method according to the invention is shown in the accompanying drawing.
A test rod 1 is placed in an electrically heated furnace 2 in such a way that it can be placed under tension with the aid of clamping heads 3 and 4. The voltage is z. B. generated by a worm wheel 5 with the aid of an electric motor 6.
The test rod is now heated to temperatures above the recrystallization through the oven. The test bar 1 is pretensioned by the test device at the stated temperature in such a way that it absorbs stresses due to the shrinking process after the furnace 2 has been shut down and during the cooling to lower temperatures which then begins. Its measuring length L is kept the same by pairs of measuring springs 7 and 8. These measuring springs are arranged in such a way that they prevent thermal expansion or collapse within the measuring length L as the temperature increases or increases. have been made insensitive to falling temperature. Outside the furnace, the measuring springs carry prismatic bodies 9 with cutting edges in the manner of Martens' mirror apparatus.
Instead of the mirror used there, Xcontact levers are arranged which, for. B. by two anode currents from DC tube amplifiers 10 and 11 via safety caps 12 and 13, the electric motor 6 in such a way that when the measuring length of the test rod is shortened, the motor is loaded and vice versa when it becomes longer.
In the test device, a tension rod 14 is also installed, which carries measuring springs 15 in the manner of Martens mirror apparatus and by means of a lamp 16 on a chart paper 17, respectively, the tension in the rod as a function of time. Records temperature.
The device can also be used in such a way that the test rod 1 is first heated to a temperature above 250, then the rod is loaded below or just a little above its hot yield point and then slowly heated while maintaining its measuring length until the initial tension has consumed the set elastic increase in length through plastic deformation. A similar temperature-dependent voltage curve is then obtained as in the first-mentioned method, in which the voltage increased as the temperature fell.
Instead of one or more contact levers with direct current tube amplifiers and relays, one or more vacuum switches can be used, which are also operated by one or two pairs of measuring springs. Light pointers and photocells can also be used instead of contact levers.