SU1161848A1

SU1161848A1 - Method of testing materials for heat resistance

Info

Publication number: SU1161848A1
Application number: SU833651050A
Authority: SU
Inventors: Костантас Антанович Казакявичюс; Альгирдас Йонович Заботка
Original assignee: Институт Физико-Технических Проблем Энергетики Ан Литсср
Priority date: 1983-10-12
Filing date: 1983-10-12
Publication date: 1985-06-15

Abstract

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ, заключающийс в том, что используют две партии одинаковых образцов, на одной из которых предварительно определ ют разрушающую нагрузку при комнатной температуре , а на второй партии ведут непосредственно испытани путем приложени при различных температурах нагрузки меньше разрушающей, отличающийс тем, что, с целью повьш1ени производительности испытаний, дополнительно определ ют энергию разрушени образцов первой партии, при испытании второй партии образцов используют нагружатель с запасом упругой энергии, превышающим энергию разрушени , нагрузку выбирают в пределах разрушающей нагрузки, а в пpioцecce нагружени создают на образцах измен ющийс во времени градиент температур, по ве (Л личине которого в момент по влени с трещины суд т о термостойкости материала .A METHOD FOR TESTING MATERIALS FOR THERMAL RESISTANCE consists in using two batches of identical samples, one of which is previously determined by a breaking load at room temperature, and the second batch is directly tested by applying a different load at different temperatures, breaking load, characterized in that , in order to increase the test performance, the additional destruction energy of the samples of the first batch is additionally determined; when testing the second batch of samples, the load is used A spruce tree with a reserve of elastic energy exceeding the destruction energy, a load is chosen within the limits of the breaking load, and, in the loading process, a temperature-varying temperature gradient is created on the specimens (the length of which at the time of the appearance of the crack is judged on the thermal resistance of the material).

Description

0000

..

30 Изобретение относитс к испытательной технике и может быть использовано при испытании материалов на термостойкость. Известен способ испытани материалов на термостойкость, заключающийс в том, что испытуемый образец подвергают циклическому нагреву и последующему охлаждению, одновременно регистрируют число термических циклов до по влени в образце трещины , по которому суд т о термостойкости материала fl j. Недостатком способа вл етс невы сока точность испытани . Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату способ испытани материалов на термостойкость, заключающийс в том, что используют две партии одинаковых образцов, на одной |Из которых предварительно определ ют разрушающую нагрузку при комнатной температуре, а на второй партии веду непосредственно испытани путем приложени к первому образцу при заданной температуре, достигаемой за счет импульсного нагрева, с заданной величиной энергии, нагрузки меньше разрушающей, и увеличивают на каждом последующем образце знергию нагрева до тех пор, пока она не вызовет разрушение образца L JДанный способ характеризуетс невысокой производительностью испытани , поскольку дл его реализации необходимо большое количество образ цов дл определени величины энерги нагрева, вызывающей разрушение испы туемого материала. Цель изобретени - повьшение про изводительности испытани . Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу испытани мате риалов на термостойкость, заключающемус в том, что используют две партии одинаковых образцов, на одно из которых предварительно определ ю разрушающую нагрузку при комнатной температуре,а на второй партии ведут непосредственно испытани путем при ложени при различных температурах нагрузки меньше разрушающей, дополнительно определ ют энергию разруше ни образцов первой партии, при испы тании второй партии образцов исполь зуют нагружатель с запасом упругой , превышающим знергию разрушеми , нагрузку выбирают в пределах 20-80% разрушающей нагрузки, а в процессе нагружени создают на образцах измвн юпр1йс во времени градиент температур, по величине которого в момент по влени трещины суд т о термостойкости материала. На фиг. 1 изображена схема установки дл реализации предлагаемого способа} на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Установка содержит основание 1, на котором закреплены опоры 2, покрытые теплоизол цией 3 и служащие дл размещени испытуемого образца (на чертеже показан один образец 4). На траверсе 5, прикрепленной к основанию 1, закреплен нагружатель 6, соединенный через динамометр 7 и упругий элемент 8 с пуансоном 9, торец которого также покрыт теплоизол цией 10. Упругий элемент 8 выполнен, например, в виде пружины и служит дл накоплени упругой энергии. Нагреватель 11 через шарнир 12 прикреплен к рычагам 13, закрепленным на боковой стенке 14, с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, соединен с источником 15 питани и покрыт слоем тепловой изол ции 16, а рычаги 13 соединены с пружиной 17, обеспечивающей равномерный прижим нагревател 11 к испытуемому образцу 4. Нагружатель 6 и динамометр 7 электрически соединены с контрольно-измерительной системой 18, к которой также подключены источник 15 питани и термопары 19, закрепленные на испытуемом образце 4. Способ осуществл етс следующим образом. Дл испытани используют две партии одинаковых образцов, например, по три штуки в каждой. Образцы первой партии поочередно устанавливают на опоры 2, включают нагружатель 6 и при отключенном нагревателе 11 путем изгиба сосредоточенной нагрузкой довод т до разрушени . В процессе испытани регистрируют диаграмму деформации, по которой определ ют разрушающую нагрузку, а по площади диаграммы - энергию, необходимую дл разрушени образцов. Дл испытани второй партии образцов подбирают упругий элемент 8 в виде пружины заданной жесткости, поочередно устанавливают каждый обра3 .1 зец на опоры 2, включают нагружатель 6 и, деформиру упругий элемент 8, передают на образец нагрузк в пределах 20-80% разрушакмцей. Всле ствие деформации упругого элемента 8 заданной жесткости на заданную ве личину в нем накапливаетс упруга энерги , превышающа энергию разрушени образца. Увеличение нагрузки более 80% может вызвать разрушение образца и без последующего нагрева, а нагрузка ниже 20%может не обеспечить разрушение образца при нагреве . Затем нагреватель 11 с помощью пружины 17 прижимают к одной из поверхностей образца, в результате в образце по вл етс измен ющийс во времени градиент температуры, значени которого регистрируют термопарами 19.Градиент температур приводит к по влению термических напр жений в образце, которые в совокупности с30 The invention relates to a testing technique and can be used in testing materials for heat resistance. The known method of testing materials for heat resistance, which consists in subjecting a test specimen to cyclic heating and subsequent cooling, simultaneously records the number of thermal cycles until a crack appears in the specimen, which determines the thermal resistance of the material fl j. The disadvantage of the method is the low accuracy of the test. Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of testing materials for heat resistance, which consists in using two batches of identical samples, on one of which the breaking load is determined at room temperature, and on the second batch I directly test by applying to the first sample at a given temperature, achieved due to pulsed heating, with a given amount of energy, the load is less destructive, and increase on each subsequent znergiyu heating the sample as long as it does not cause the destruction of the sample L JDanny method is characterized by low productivity tests as for its implementation requires a large amount of image AEC values for determining the heating energy causing disruption ispy Tui material. The purpose of the invention is to increase the productivity of the test. This goal is achieved by the fact that according to the method of testing materials for heat resistance, which consists in using two batches of identical samples, one of which is predetermined destructive load at room temperature, and in the second batch they are directly tested by applying load temperatures less than destructive, additionally determine the energy of destruction of the samples of the first batch; when testing the second batch of samples, the loader is used with an elastic margin exceeding The energy is destroyed, the load is chosen within 20–80% of the breaking load, and during loading a temperature gradient is created on the samples at a time in which the thermal resistance of the material is detected at the time of the crack. FIG. 1 shows an installation diagram for implementing the proposed method} in FIG. 2 is a section A-A in FIG. 1. The installation contains a base 1, on which the supports 2 are fixed, covered with thermal insulation 3 and used to place the test sample (one sample 4 is shown in the drawing). On the crosspiece 5 attached to the base 1, a loading device 6 is fixed, connected through a dynamometer 7 and an elastic element 8 to a punch 9, the end of which is also covered with thermal insulation 10. The elastic element 8 is made, for example, in the form of a spring and serves to store elastic energy. The heater 11 through the hinge 12 is attached to the levers 13 fixed on the side wall 14, can be rotated in the horizontal plane, connected to the power supply 15 and covered with a heat insulation layer 16, and the levers 13 are connected to the spring 17, which ensures uniform clamping of the heater 11 to test sample 4. The loader 6 and the dynamometer 7 are electrically connected to the control and measuring system 18, to which the power source 15 and the thermocouple 19 are also attached, mounted on the test sample 4. The method is carried out as follows m. For testing use two batches of the same samples, for example, three pieces in each. The samples of the first batch are alternately mounted on the supports 2, the loader 6 is switched on and, when the heater 11 is turned off, is brought to destruction by bending with a concentrated load. During the test, a deformation diagram is recorded, from which the breaking load is determined, and the area required for the destruction of the samples is determined from the area of the diagram. To test the second batch of samples, an elastic element 8 is selected in the form of a spring of a given stiffness, each pattern is alternately mounted on the support 3, the loader 6 is switched on and, deforming the elastic element 8, the load is transferred to the sample within 20-80% of the destruction. Owing to the deformation of the elastic element 8 of a given stiffness to a given value, elastic energy is accumulated in it, exceeding the destruction energy of the sample. An increase in the load of more than 80% may cause destruction of the specimen without further heating, and a load below 20% may not ensure the destruction of the specimen during heating. The heater 11 is then pressed with a spring 17 to one of the surfaces of the sample, as a result a temperature gradient appears in the sample, the values of which are recorded by thermocouples 19. The temperature gradient causes thermal stresses to appear in the sample, which together with

////////////////////А ///// 84 напр жени ми, обусловленными механической нагрузкой, могут привести к по влению начальной трещины. Дальнейшее развитие начальной трещины до полного разрушени образца происходит за счет энергии, накопленной в упругом элементе. 8. Это исключает необходимость определени энергии нагрева, обеспечивающей разрушение образца. Термостойкость испытуемого материала, оценивают по величине первоначально приложенной механической нагрузки и градиента температуры, вызвавших разрушение образца. Изобретение позвол ет повысить производительность испытани за счет значительного снижени количества испытуемых образцов, так как исключаетс необходимость определени энергии нагрева, обеспечивающей разрушение образца./////////////////A ///// 84 stress caused by mechanical stress can lead to the appearance of an initial crack. Further development of the initial crack until complete destruction of the sample occurs due to the energy accumulated in the elastic element. 8. This eliminates the need to determine the heating energy that will destroy the sample. The heat resistance of the test material is estimated by the magnitude of the initially applied mechanical load and temperature gradient, which caused the destruction of the sample. The invention improves test performance by significantly reducing the number of test specimens, as it eliminates the need to determine the heating energy that ensures the destruction of the specimen.

ьs

,ю,Yu

/ // /

WW

Claims

METHOD FOR TESTING MATERIALS ON HEAT RESISTANCE, which consists in using two batches of the same samples, one of which is preliminarily determined for the destructive load at room temperature, and the second batch is tested directly by applying a less destructive load at different temperatures, characterized in that , in order to increase the test performance, the fracture energy of the samples of the first batch is additionally determined; when testing the second batch of samples, a loader with cross elastic energy exceeding the fracture energy, the load is selected within 20-80% of breaking load, and a loading pryutsesse create samples time varying temperature gradient, the magnitude of which at the moment of appearance of the crack is judged on the heat resistance of the material.

>

1 1161848