SU1762175A1

SU1762175A1 - Sample for high-temperature strength testing at electric current heating

Info

Publication number: SU1762175A1
Application number: SU904873401A
Authority: SU
Inventors: Валерий Петрович Кращенко; Виталий Емельянович Марченко
Original assignee: Институт Проблем Прочности Ан Усср
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1992-09-15

Abstract

Изобретение относитс к испытательной технике. Цель изобретени - повышение эффективности при нагреве до температур свыше 3000 К за счет концентрации радиационного излучени захватных частей на рабочем участке. Рабочий участок 1 образца вместе с одним из переходных участков 6 и захватной частью расположен в прорези другой захватной части. Переходный участок второй части расположен в прорези первой захватной части. Ветви 2 и 3 повернуты относитепьно ветвей 4 и 5 на 90&deg;. При нагреве рабочий участок греетс не только за счет пр мой теплопроводности от переходных участков к рабочему участку, но и за счет утилизации тепловой энергии, излучаемой боковыми поверхност ми ветви, обращенными к боковым поверхност м рабочего участка, 2 ил.This invention relates to a testing technique. The purpose of the invention is to increase the efficiency when heated to temperatures above 3000 K due to the concentration of radiation from the capture parts in the work area. The working section 1 of the sample together with one of the transition sections 6 and the gripping part is located in the slot of the other gripping part. The transition section of the second part is located in the slot of the first gripping part. Branches 2 and 3 are rotated with respect to branches 4 and 5 by 90 °. When heated, the working section is heated not only due to direct heat conduction from the transitional areas to the working area, but also due to utilization of thermal energy radiated by the side surfaces of the branch facing the side surfaces of the working area, 2 Il.

Description

фаг. 1phage. one

Изобретение относитс к испытательной технике, в частности к образцам дл исследовани прочности, преимущественно композиционных теплозащитных материалов при высоких температурах.The invention relates to testing equipment, in particular to samples for testing the strength, mainly of composite heat-shielding materials at high temperatures.

Известен образец дл высокотемпературных испытаний материалов на прочность при нагреве электрическим током, включающий стержень с расположенными на концах захватными головками. Стержень снабжен переходниками, расположенными между концевыми участками и головками. Нагрев образца осуществл етс посредством пропускани через него электрического тока. Отрицательное качество этого образца заключаетс в недостаточной достоверности определ емых характеристик высокотемпературной прочности, вследствие неравномерного распределени температуры по длине образца при его нагреве пропусканием электрического токаA known sample for high-temperature testing of materials for strength when heated by electric current, including a rod with gripping heads located at the ends. The rod is equipped with adapters located between the end sections and the heads. The sample is heated by passing an electric current through it. The negative quality of this sample lies in the insufficient reliability of the determined characteristics of high-temperature strength, due to the uneven distribution of temperature along the length of the sample when it is heated by passing an electric current.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс образец дл высокотемпературных испытаний на прочность при нагреве электрическим током, содержащий рабочий, захватные и переходные участки от рабочего к захватным, каждый захватный участок выполнен в виде пары стержней, оси которых параллельны оси рабочего участка и лежат в одной плоскости, а захватные и переходные участки предназначены дл пропускани через них электрического тока.The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a sample for high-temperature tests for strength by electric current, containing working, gripping and transitional sections from working to gripping, each gripping section is made in the form of a pair of rods, whose axes are parallel to the axis of the working section and lie in the same plane, and the gripping and transition sections are designed to pass an electric current through them.

Описанный образец позвол ет получать достоверные результаты испытаний, поскольку в нем практически исключаетс прохождение электрического тока через рабочий участок. Однако процесс разогрева рабочего участка свыше 3000 К идет недостаточно интенсивно из-за большого рассе ни тепловой энергии с поверхностей захватных частей образца, сложно экранировать рабочий участок при необходимости проведени измерений парамет ров испытаний непосредственно с этого участка.The described sample allows to obtain reliable test results, since it virtually eliminates the passage of electric current through the work area. However, the process of heating the working section above 3000 K is not sufficiently intensive due to the large heat dissipation from the surfaces of the gripping parts of the sample; it is difficult to shield the working section if it is necessary to measure test parameters directly from this area.

Целью изобретени вп етс повышение эффективности при нагреве до температур свыше 3000 К за счет концентрации радиационного излучени захватных частей на рабочем участке.The aim of the invention is to increase the efficiency when heated to temperatures above 3000 K due to the concentration of radiation from the capture parts in the working area.

Указанна цель достигаетс тем, что в Образце дл высокотемпературных испытаний па прочность при нагреве электрическим током, выполненном в виде рабочего участка, двух переходных участков и двух захватных частей, выполненных с осевыми прорез ми с образованием двух параллельных ветвей в каждой захватной части, согласно изобретению одна из захватных частей с переходным участком и рабочийThis goal is achieved by the fact that in the Sample for high-temperature tests on electric heating strength, made in the form of a working section, two transition sections and two gripping parts, made with axial slits with the formation of two parallel branches in each gripping part, according to the invention of the gripping parts with the transition section and working

участок расположены в прорези другой захватной части, переходной участок которой расположен в прорези первой, а ветви этих частей во взаимно перпендикул рных плоскост х .the section is located in the slot of another gripping part, the transition section of which is located in the slot of the first, and the branches of these parts in mutually perpendicular planes.

Описанный образец предназначен, прежде всего, дл оценки вли ни на прочность р да факторов, присущих исходной структуре большинства композиционныхThe sample described is intended primarily to assess the effect on the strength of a number of factors inherent in the initial structure of most composite materials.

0 теплозащитных материалов: различна укладка армирующих волокон, вариаци диаметров волокон, неравномерное распределение св зующего и волокон, наличие пор в матрице.0 heat-shielding materials: different laying of reinforcing fibers, variation of fiber diameters, uneven distribution of binder and fibers, presence of pores in the matrix.

5 Предложенна конструкци образца позвол ет повысить интенсивность нагрева за счот концентрации радиационного теплового излучени от захватных участков на рабочем участке. В этом случае рабочий уча0 сток греетс не только за счет пр мой теплопередачи от переходных участков к рабочему, но и за счет утилизации тепловой энергии, излучаемой боковыми поверхност ми стержней, обращенных к боковым по5 верхност м рабочего участка.5 The proposed sample design makes it possible to increase the intensity of heating due to the concentration of radiation heat radiation from the gripping areas in the working area. In this case, the working area is heated not only due to direct heat transfer from the transitional areas to the working area, but also due to utilization of thermal energy emitted by the side surfaces of the rods facing the side surfaces of the working area.

Образец может быть выполнен как путем соединени отдельных элементов, например , дл металла - сваркой, так и получен из цельного куска материала.A sample can be made either by joining separate elements, for example, for metal by welding, or it can be obtained from a single piece of material.

0 При испытани х каждый захватный участок подключают к собственному источнику тока. Отсутствие тока на рабочем участке позвол ет исключить электропластические эффекты на этом участке.0 During testing, each gripping section is connected to its own current source. The absence of current in the working area allows to exclude electroplastic effects in this area.

5Рассто ние между поверхност ми захватных участков и рабочего выбираетс ми- нимальным из услови исключени электрического пробо указанного зазора, заполненного в процессе испытани инерт0 ным газом.5 The distance between the surfaces of the gripping areas and the worker is chosen minimally from the condition of exclusion of the electrical sample of the specified gap, which was filled with an inert gas during the test.

Иафиг.1 представлены аксонометрическое изображение предлагаемого образца и схема его подключени к независимым источникам тока; на фиг.2 - виды образца оFigure 1 presents an axonometric image of the proposed sample and its wiring diagram to independent current sources; figure 2 - types of sample

5 проекционной св зи и разрезы.5 projection and cuts.

Образец дл высокотемпературных испытаний на прочность при нагреве электрическим током содержит рабочий участок 1, захватные участки, выполненные в виде парThe sample for high-temperature tests for strength when heated by electric current contains a working section 1, gripping areas, made in the form of pairs

0 стержней 2 и 3, 4 и 5. Переходные участки 6 и 7 предназначены дл соединени захватных участков с рабочим участком 1. Последний охвачен по бокам стержн ми 2, 3, А и 5 захватных участков. Плоскости, в которых0 rods 2 and 3, 4 and 5. The transition portions 6 and 7 are designed to connect the gripping sections with the working section 1. The latter is covered on the sides with the rods 2, 3, A and 5 gripping sections. Planes in which

5 лежат оси пар стержней противоположных захватных участков взаимно перпендикул рны . Стержни 2 и 3 первого захватного участка соединены между собой переходным участком 7 и подключены к независимо- му источнику тока 8. Стержни 4 и 5 второго5, the axes of pairs of rods of opposite gripping sections lie mutually perpendicular. The rods 2 and 3 of the first gripping section are interconnected by the transition section 7 and connected to an independent current source 8. The rods 4 and 5 of the second

захватного участка соединены между собой переходным участком 6 и подключены ко второму независимому источнику тока 9. В качестве источников тока 8 и 9 использованы трансформаторы с гальванически разв занными обмотками.the gripping section is interconnected by the transition section 6 and connected to the second independent current source 9. Transformers with galvanically developed windings are used as current sources 8 and 9.

Образец изготовлен как одно целое.The sample is made as one unit.

Стержни 2, 3 и 4, 5 захватных участков закрепл ют в электрически изолированных зажимах испытательной машины (не показаны ) и пропускают по участкам 2, 7 и 3, а также через участки 4, б и 5 электрический ток, при этом указанные группы участков образуют два нагревательных элемента. Рабочий участок 1 нагреваетс за счет пр мой теплопередачи от переходных участков б и 7, а также за счет радиационного излучени от стержней 2, 3 и 4, 5. После достижени заданной температуры образец подвергают раст жению до разрушени , регистрируют диаграмму деформировани , по которой определ ют механические характеристики испытуемого материала.The rods 2, 3 and 4, 5 of the gripping sections are fixed in electrically insulated clips of the testing machine (not shown) and passed through sections 2, 7 and 3, as well as through electric current 4, b and 5, and these groups of sections form two heating elements. The working section 1 is heated by direct heat transfer from transition areas B and 7, as well as by radiation from rods 2, 3 and 4, 5. After the specified temperature is reached, the sample is subjected to stretching until destruction, and a deformation diagram is recorded, according to which mechanical characteristics of the test material are given.

Claims

Claims Sample for high-temperature electrical strength heating tests, made in the form of a working section, two transition sections and two gripping parts, made with axial slits with the formation of two parallel branches in each gripping part, differing in that. that, in order to increase efficiency when heated to temperatures above 3000 K due to the concentration of radiation from the capture parts

in the working area, one of the gripping parts with the transition section and the working section are located in the slot of the other gripping part, the transition section of which is located in the slot of the first, and the branches

These parts are located in mutually perpendicular planes.