SU1350535A1 - Устройство дл определени механических характеристик твердых материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике. Цепь изобретени  - повьшение точности путем обеспечени  деформировани  образца при посто нной температуре с заданной скоростью деформировани . Устройство содержит опорные платформы, на обращенных друг к другу поверхност х которых закреплены захваты дл  образца , а концентрично захватам установлены цилиндрический экран, предназначенный дл  циркул ции хладагента , и полый цилиндр с нагревателем на его внешней поверхности. При этом отношение длины 1 цилиндра к его диа-. метру d выбрано из соотношени  104l/d 20. Цилиндр жестко св зан с платформами. Напротив экрана выполнены соосные ему кольцевые выточки, предназначенные дл  циркул ции хладагента , глубина которых равна половине толщины платформ. Экран закреплен на одной платформе с зазором относительно другой. Дл  деформировани  образца с посто нной скоростью выполн ют цилиндр из материала с посто нным коэффициентом теплового расширени , например в интервале температур О - из стали 3X13. При проведении программированного деформировани  с заданной скоростью цилиндр выполн ют из материала, коэффициент линейного расширени  которого не  вл етс  посто нным при изменении . температуры, при этом измер ют деформацию образца и осуществл ют обратную св зь между датчиком деформаций и нагревателем. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л со СП о ел 00 сд

Description

Изобретение относитс  к испыта-- тельной технике, а именно к устройст вам дл  определени  механических характеристик твердых материалов.

Цель изобретени  - повьшшние точности путем обеспечени  д€ ,формирова ни  образца при посто нной температуре с заданной скоростью деформировани 

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит опорные платформы , на обращенных друг к другу поверхност х которых установлены зах ваты 2, предназначенные дл  крепле- Ш1Я концов испытуемого образца 3, Концентрично оси з ахватов 2 установлен силовозбудитель, выполненный в виде полого цилиндра 4, торцы которого жестко закреплены на платформах 1 . При этом отношение длишэ 1 цилиндра к его диаметру d выбирают в пределах 1/d 10-20. На внешней поверхности цилиндра 4 размещен нагреватель , выполненный в виде спирали 5, а в сотенке цилиндра 4 размещена термопара 6, электрически св занна  с блоком 7 управлени  температурой. Коаксиально цилиндру 4 внутри последнего установлен тепловой экран, выполненный в виде второго полого цилиндра 8, предназначенного дл  циркул ции хладагента. При этом один торец цилиндра 8 жестко закреплен на платформе 1, а между другим торцом цилиндра 8 и второй платформой

1образован воздушщш зазор. На внеш ней поверхности платформ 1 выполнены кольцевые проточки 9, таклсе предназначенные дл  циркул ции хладагента , глубина которых равна половине толщины платформы 1. Между захватами

2установлен датчик 10 деформации.

Устройство работает следующим образом .

При испытании образца 3 посто нной скоростью деформировани  цилидцр 4 выполн ют из материала с посто нным коэффициентом теплового расширени  в интервале температур 0-300 С, например, из стали 3x13. Образец 3 жестко закрепл ют в захватах 2 последовательно с динамометром 11 и нагревают цилиндр 4 при помощи спирали 5, увеличива  его температуру линейно во времени до 300 С с помощью блока 7 управлени . Температуру нагрева цилиндра 4 контролируют при

50535 .

помощи термопары 6. При этом происходит деформирование образца 3 с посто нной скоростью, что обеспечивает- f- с  посто нной величиной термического расширени  материшта цилиндра 4 в указанном интервале температур. В полый цилиндр 8 и проточки 9 подают : шадагент. При этом количество тепла 10 Qj передаваемое платформами 1 в единицу времени определ етс  выражением

д п -v -А- к Ч

д V

и л

15 где К - коэффициент теплопроводности материапа опорных платформ 1 j Т перепад температур между цилиндром 4 и центром платформы 1 ;

20 X - рассто ние между торцом цилиндра 4 и центром платформы

S - сечение платформы 1 в месте

вынолнени  проточки 9,

25 Поскольку Т, X и К не завис т от прохождени  проточек 9 относительно второго цилиндра 8, то величина др определ етс : только сечением S платформ 1, При этом величина S будет

30 минимальной при расположении проточек 9 напротив торцов цилиндра .8. При глубине проточек 9 меньше половины толш,ины платформ 1 эффект теплозащиты будет недостаточным, при глу35 бине проточек 9 больше половины тол- шдны платформ 1 уменьшаетс  жесткость последних. Таким образом, наличие проточек 9 и теплового экрана обеспечивает защиту образца 3 от наг40 рева как через платформы 1, так и непосредственно от нагревател  воздушным потоком.

При помощи динамометра 1 и датчика 10 деформации в процессе деформи45 ровани  определ етс  величина деформации L и напр жени  cf образца 3 и строитс  деформационна  крива , по которой определ ют механические свойства материала образца 3,

50 При проведении программированного деформировани  в услови х, когда скорость деформировани  образца во времени осуществл етс  по определенному закону, цилиндр 4 выполн ют из мате55 риала, коэффициент линейного расширени  которого не  вл етс  посто нным при изменении температуры. Дл  этого осуш,ествл ют обратную св зь (не показана ) между датчиком lO деформации и

нагревателем. При этом соотношение 1/d 10-20 (дл  стандартных образцов с рабочей длиной 20-30 мм) справедливо дл  любых материалов. Увеличение указанного соотношени  приводит к неравномерности прогрева цилиндра 4 и уменьшению его жесткости, а при уменьшении указанного соотношени  деформаци  цилиндра 4 в указанном интервале температур недостаточна дл  построени  деформационной криво

Формула

изо

р е т е н и  

1. Устройство дл  определени  механических характеристик твердых материалов, содержащее опорные платформы с закрепленными на обращенных одна к другой поверхност х захвата- ми испытуемого образца,- силовозбуди- тель, выполненный в виде полого цилиндра , торцы которого жестко закреплены на платформах концентрично оси захватов, и нагреватель, пред- назначенный дл  нагрева цилиндра.

20 25

350535

отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности путем обеспечени  деформировани  образца при посто нной температуре с заданной скоростью, устройство снабжено размещенным в полости цилиндра соос- но ему цилиндрическим экраном с двойными стенками, установленным с зазо- 10 ром относительно одной платформы и жестко закрепленным на другой, на обращенных в противоположные стороны поверхност х платформ напротив цилиндрического экрана выполнены соос- 15 Hbie ему кольцевые проточки глубиной, равной половине толщины платформ, а отношение длины цилиндра к его диаметру выбрано из соотношени  10 1/d 20.

2. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  посто нной скорости деформировани  образца, цилиндр выполнен из материала с посто нным коэффициентом теплового расширени .

Редактор Л.Гратилло

Составитель М.Матюшин

Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар

5276/42

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для определения механических характеристик твердых материалов, содержащее опорные платформы с закрепленными на обращенных одна к другой поверхностях захватами испытуемого образца; силовозбудитель, выполненный в виде полого цилиндра, торцы которого жестко закреплены на платформах концентрично оси захватов, и нагреватель, предназначенный для нагрева цилиндра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения деформирования образца при постоянной температуре с заданной скоростью, устройство снабжено размещенным в полости цилиндра соосно ему цилиндрическим экраном с двойными стенками, установленным с зазо1Q ром относительно одной платформы и жестко закрепленным на другой, на обращенных в противоположные стороны поверхностях платформ напротив цилиндрического экрана выполнены соос15 ные ему кольцевые проточки глубиной, равной половине толщины платформ, а отношение длины цилиндра к его диаметру выбрано из соотношения 10< 1/d £20.
2. 2. Устройство по п.1, о т л и ч ающе е с я тем, что, с целью обеспечения постоянной скорости деформирования образца, цилиндр вы25 полнен из материала с постоянным коэффициентом теплового расширения.

   2 9