SU1446531A1

SU1446531A1 - Method of testing material specimens for thermomechanical strength

Info

Publication number: SU1446531A1
Application number: SU874270686A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Агафонов; Владимир Михайлович Камротов; Дмитрий Алексеевич Поспелов; Ядыкарь Ахметгалиевич Суханов; Владимир Демьянович Яневский
Original assignee: Военная академия им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1987-05-15
Publication date: 1988-12-23

Abstract

Изобретение относитс к испытательной технике, в частности к испытани м на прочность. Цель изобретени - повьпне ше достоверности путем обеспечени посто нства потока поглощаемого образцом излучени .В фотометрический шар 1 устанавливают образец 3. От источника 5 к образцу поступает поток излучени . Измер ют мощности падающего,прошедшего сквозь образец и отраженного потоков.При этом разность между мощностью падающего и суммой мощностей прошедшего сквозь образец и отраженного потоков излучени поддерживают посто нной. При испытании образцов из горючих материалов фотометрический шар I вакуумиру- ют или заполн ют нейтральным газом, 1 з.п.ф-л ы, 1 ил. с 9 (Л 4 li а ел 00 The invention relates to a testing technique, in particular to tests for strength. The purpose of the invention is to improve reliability by ensuring the radiation flux absorbed by the sample is constant. Sample 3 is installed into the photometric ball 1. From the source 5, the radiation flux enters the sample. The powers of the incident, transmitted through the sample and reflected fluxes are measured. The difference between the incident power and the sum of the powers of the transmitted through the sample and reflected fluxes of radiation is kept constant. When testing samples of combustible materials, the photometric ball I evacuates or is filled with a neutral gas, 1 CF f-s, 1 Il. from 9 (L 4 li ate 00

Description

Изобретение относитс к испытательной технике, в частности к испы- тани м на термомеханическую прочт ность.Цель изобретени - повышение достоверности путем обеспечени посто нства потока излучени .The invention relates to a testing technique, in particular to tests for thermomechanical readability. The purpose of the invention is to increase the reliability by ensuring that the radiation flux is constant.

На чертеже представлена схема устройства дл реализации способа. The drawing shows a diagram of the device for implementing the method.

Устройство содержит герметичный объем в виде фотометрического шара 1, в котором в захватах 2 установлен образец 3. Шар 1 имеет входное окно 4, через которое может быть подано излучение от источника 5 к образцу 3 Шар имеет фотодатчик б, установленный заподлицо внутренней поверхности фотометрического шара 1, и фотодатчик 7, устанавливаемый с тьшьной стороны образца 3. . Пульт 8 управлени св зан с источником излучени , вакуумным насосом 9 и многоканальным галейфовым осциллографом 10.The device contains a sealed volume in the form of a photometric ball 1, in which sample 3 is mounted in the grips 2. Ball 1 has an input window 4 through which radiation from source 5 to sample 3 can be supplied. The ball has a photo sensor b mounted flush with the inner surface of the photometric ball 1 , and photo sensor 7, installed on the dark side of sample 3.. The control panel 8 is connected to a radiation source, a vacuum pump 9 and a multichannel galeif oscilloscope 10.

Мощность источника 5 регулирует- с как от пульта 8, так и с помощью регул тора П на источнике. Устройство имеет оптическую систему 12, содержащую-линзы и ограничительный экран с окном, и измеритель 13 мощности. Кроме того, устройство содержит баллон 14 с нейтральным газом например 15 и датчик 16 низкого давлени , установленный на вакуумном насосе. Осциллограф 10 св зан своими входами с фотодатчиками 7 и 6 и-измерителем 13 мощности. Пульт управлени св зан с источником 5 излучени , электромеханическим затвором 17, осциллографом 10 и вакуумным насо- сом 9.The power of the source 5 regulates, from both the remote control 8 and the regulator P at the source. The device has an optical system 12 containing a lens and a restrictive screen with a window, and a power meter 13. In addition, the device includes a cylinder 14 with a neutral gas, for example 15 and a low pressure sensor 16 mounted on a vacuum pump. The oscilloscope 10 is connected by its inputs with photo sensors 7 and 6 and a power meter 13. The control panel is connected to a radiation source 5, an electromechanical shutter 17, an oscilloscope 10 and a vacuum pump 9.

Способ осуществл ют следующим образом.The method is carried out as follows.

Образец 3 устанавливают в захваты 2 внутрь фотометрического шара, кото рый выполнен из двух половин, герметично состыковываемых по больщому ди диаметру. С помощью вакуумного насоса 9 откачивают из шара воздух, который при необходимости можно запо нить азотом из баллона 14. Давление внутри шара 1 измер ют манометром 15 или датчиком 16. С пульта 8 включают -источник 5 и осциллограф 10, довод т мощность излучени до требуемого уровн , после чего открывают затвор 17. Излучение поступает к образцу 3, нагрева его и разруша поверхность. При зтом мен ютс коэффициенты отражени и пропускани образца. Датчик 6, протарирсванный до начала эксперимента на мощность потока, поступившего внутрь шара, измер ет мощность отраженного от образца потока, датчик 7 - прошедшего сквозь образец, а измеритель 13 - мощность падающего потока. Разность мегхду мощностью падающего и мощност ми отраженного и прошедшего сквозь образец потоков вл етс мощностью поглогденного потока в образце . Сравнива мощность поглощенного фактически в данный момент времени потока с мощностью падающего в услови х эксплуатации конструкции, регулируют мощность падающего потока таким образом, чтобы поглощаема мощность совпала с требуемым программным значением. Управление мощностью осуществл етс по формулеSample 3 is installed in the grippers 2 inside the photometric ball, which is made of two halves, hermetically sealed along a large diameter. Using a vacuum pump 9, air is pumped out of the balloon, which, if necessary, can be filled with nitrogen from the cylinder 14. The pressure inside the balloon 1 is measured by a pressure gauge 15 or sensor 16. From the console 8, the source 5 and the oscilloscope 10 are turned on, the radiation power is adjusted to the required level, then open the shutter 17. The radiation enters the sample 3, heating it and destroying the surface. With this, the reflection and transmission factors of the sample change. Sensor 6, drained before the start of the experiment, on the power of the flow that entered the ball, measures the power of the flow reflected from the sample, sensor 7 - transmitted through the sample, and meter 13 - the power of the incident flow. The difference megdu the incident power and the power of the reflected and transmitted through the flow of the sample is the power of the predicted flow in the sample. By comparing the power of the current absorbed at a given moment in time with the power of the structure falling under operating conditions, the power of the incident flow is adjusted so that the absorbed power coincides with the required program value. Power management is performed by the formula

,м. „(,- .t) a|jlti|t).m „(, - .t) a | jlti | t).

ОABOUT

qq

прetc

где t - текущий момент времени;where t is the current time;

ut врем запаздывани управл ющей системы, складывающеес из врем(гни обработки информации и срабатывани управл ющих органов; мощность падающего потока; мott нocть поглощенного излучени :ut is the latency of the control system, made up of time (rot of information processing and actuation of control organs; incident power; the quality of absorbed radiation:

- программное значение мощности поглошеЛ Лого излучени .- the programmed power value is lower than the radiation logo.

Управление может осуществл тьс с помощью автоматической системы, дл чего в пульте управлени }1еобходимо предусмотреть соответст1 у1ош,нй блок, св занный с датчиками 6 и 7 и измерителем мощности. Однако при медленном изменении коэффициентов отражени и пропускани управление может осуществл тьс вручную. При малом разбросе индивидуальных характеристик образцов можно на нескольких образцах предварительно определить динамику изменени коэффициентов отражени и пропускани во времени, после чего управл ть мощностью источник по заданной жесткой программе. Однако така реализаци способа возможна лишь при слабой зависимости оптических характеристик от мощности излучени .The control can be carried out with the help of an automatic system, for which purpose in the control panel} 1 it is necessary to provide a corresponding unit, a unit connected to sensors 6 and 7 and a power meter. However, with a slow change in the reflection and transmission coefficients, control may be performed manually. With a small scatter of the individual characteristics of the samples, it is possible to preliminarily determine the dynamics of changes in the reflection and transmission coefficients on several samples, after which the power of the source is controlled according to a given rigid program. However, such an implementation of the method is possible only with a weak dependence of the optical characteristics on the radiation power.

Пример. Требуетс определить термомеханическую стойкость стеклоExample. It is required to determine the thermomechanical resistance of glass

314314

пластикового затвора мощного лазера ИК-диапазона (коэффициент пропускани у затвора в услови х эксплуатации равен нулю). В услови х эксплуатации на затвор действует поток ИК-из- лучени , коэффициент отражени практически посто нен. В экспериментальных услови х значительно дешевле и проще подвергать затвор-воздействию излучени от немонохроматического источника, например ламп. Коэффициент отражени R в процессе облучени образца излучением лампы мен етс слабо, однако мен етс коэффициент пропускани , что св зано с тем, что в спектре лампы имеютс коротковолновые составл ющие, которые проход т сквозь холодный образец, но не проход т сквозь нагретый образец. При этом в процессе нагрева образца (-коэффициент пропускани - мен етс по закону, близкому к линейному.a plastic shutter of a high-power infrared laser (the transmittance at the shutter under operating conditions is zero). Under operating conditions, the IR radiation beam acts on the shutter, the reflection coefficient is almost constant. Under experimental conditions, it is much cheaper and easier to subject the shutter to the effects of radiation from a non-monochromatic source, such as lamps. The reflectance R in the process of irradiating the sample with the radiation of a lamp does not change much, but the transmittance changes, which is due to the fact that the spectrum of the lamp contains short-wave components that pass through the cold sample but do not pass through the heated sample. In this case, during the heating of the sample (the transmittance — varies according to a law close to linear.

от величины о1 до 0. Дл компенсации различий в поглощенной энергии образцом в услови х эксплуатации и в эксперименте необходимо уменьшать мощность Q(t) в период длительностью Т, за который мен етс коэффициент пропускани , по законуfrom o1 to 0. To compensate for differences in the absorbed energy by the sample under operating conditions and in the experiment, it is necessary to reduce the power Q (t) during a period T for which the transmittance varies, according to the law

-) , -)

о about

(I-RA)(I-RA)

((

т t

10ten

RR

о about

t 15t 15

где 0° мО цность излучени на рабочую поверхность образца (на ту же, что и мощность Q) в услови х эксплуатации;where 0 ° is the value of radiation on the sample working surface (the same as the power Q) under operating conditions;

коэффициент отражени в услови х эксплуатации; текущее врем .reflection coefficient under operating conditions; current time

Claims

1. A method of testing materials for thermomechanical strength, which consists in that the specimen is subjected to unilateral heating by means of a monochromatic radiation source and its power is determined by the incident flux a, which determines the residual strength and rigidity of the specimen differing by the fact that, in order to increase the reliability by ensuring the constancy of the radiation absorbed by the sample, during heating, the constant difference between the power of the incident light and the sum passed through the sample is maintained reflected radiation fluxes.

2, the method according to claim 1, which is different from the fact that, in order to avoid liver tests of samples of combustible materials, during heating the sample is placed in a sealed volume, which is evacuated or filled with a neutral gas.

20