SU926576A1 - Method and device for testing brittle materials for thermal strength - Google Patents

Method and device for testing brittle materials for thermal strength Download PDF

Info

Publication number
SU926576A1
SU926576A1 SU802979442A SU2979442A SU926576A1 SU 926576 A1 SU926576 A1 SU 926576A1 SU 802979442 A SU802979442 A SU 802979442A SU 2979442 A SU2979442 A SU 2979442A SU 926576 A1 SU926576 A1 SU 926576A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
thermal
sample
temperature
thermal insulation
layers
Prior art date
Application number
SU802979442A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Егоров
Анатолий Георгиевич Ланин
Степан Андреевич Притчин
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1857
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1857 filed Critical Предприятие П/Я А-1857
Priority to SU802979442A priority Critical patent/SU926576A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU926576A1 publication Critical patent/SU926576A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

Изобретение относится к испытательной. технике и может быть использовано для испытаний хрупких материалов на термопрочность.The invention relates to a test. technique and can be used to test brittle materials for heat resistance.

Известен способ испытаний хрупких материалов на термостойкость, заклю- 5 чающийся в том, что испытуемый образец нагревают до заданной температуры и охлаждают путем его погружения в хладагент [1].A method is known testing of brittle materials on heat resistance, aspirants zaklyu- 5 that the test sample is heated to a predetermined temperature and cooled by immersion in coolant it [1].

Недостаток этого способа - низкая 10 точность испытаний. 'The disadvantage of this method is the low 10 accuracy of the tests. ''

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ испытаний 4хрупких материалов на термо- ,5 прочность, заключающийся в том, что образец в виде диска со слоем теплоизоляции на его торцовых поверхностях нагревают до температуры Т и создают в нем градиент температур, вызывающий 20 разрушение образца.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of testing 4 brittle materials for thermal , 5 strength, which consists in the fact that the sample in the form of a disk with a layer of insulation on its end surfaces is heated to temperature T and create a temperature gradient in it, causing 20 destruction of the sample.

Способ реализуется с помощью устройства для испытаний хрупких мате2 риалов на термопрочность, содержащего захваты для крепления образца, два слоя теплоизоляции, размещенные между соответствующими захватами и торцовыми поверхностями образца, и нагреватель t2].The method is implemented using a device for testing brittle materials for thermal strength, containing grippers for attaching the sample, two layers of thermal insulation, placed between the respective grips and the end surfaces of the sample, and heater t2].

Недостатком известных способа и устройства является невозможность обеспечения испытаний при различных скоростях термонагружёния.A disadvantage of the known method and device is the inability to provide tests at different speeds of thermal loading.

Цель изобретения - обеспечение испытаний при различных скоростях термонагружения.The purpose of the invention is the provision of tests at different speeds of thermal loading.

Указанная цель достигается тем, что градиент температур создают путем постепенного удаления теплоизоляции с обоих торцов образца в радиальном направлении от центра с постоянной скоростью, определяют время от начала удаления теплоизоляции до разрушения образца и ширину кольцевой зоны теплоизоляции в момент разрушения, строят тарировочную зависимость градиента температур от ширины я=dRThis goal is achieved by the fact that a temperature gradient is created by gradually removing thermal insulation from both ends of the sample in a radial direction from the center at a constant speed, the time from the beginning of the removal of thermal insulation to the destruction of the sample and the width of the annular zone of thermal insulation at the time of destruction are determined, and a calibration dependence of the temperature gradient on width i = dR

926576 4926576 4

9, а другой конец закрепляют на периферии захвата 1. Размещают на слое 5 теплоизоляции испытуемый образец 3, на его свободную торцовую поверхность укладывают аналогичным образом второй слой 6 теплоизоляции, который прижимают верхним захватом 2, выводят центральный конец нити слоя 6 теплоизоляции через направляющую трубу 7 и закрепляют его на барабане 10. Подготовленный таким образом к испытаниям образец 3 размещают в нагревателе 4 таким образом, чтобы нагрев происходил по образующей образца 3· Включают на15 греватель 4, ,и после нагрева образца до заданной температуры Т включают привод вращения барабанов 9 и 10, на которые наматываются нити слоев 5 и 6 теплоизоляции, в результате чего с обоих торцов образца 3 происходит постепенное удаление слоев 5 и 6 теплоизоляции в радиальном направлении от центра с постоянной скоростью, величину которой выбирают из условия обеспечения заданной скорости термонагружения. По мере удаления слоев 5 и 6 теплоизоляции происходит увеличение площади излучающей поверхности в центральной части образца 3, что приводит к появлению растягивающих термических напряжений, которые при определенном градиенте температур, зависящем от скорости удаления слоев 5 и 6 теплоизоляции, приводят к разрушению образца 3· В момент разрушения образца 3 привод вращения вала 11 выключают, определяют время от начала удаления слоев 5 и 6 теплоизоляции до разрушения образца 3 и измеряют ширину кольцевой зоны оставшейся теплоизоляции. По тарировочной зависимости градиент температурширина кольцевой зоны теплоизоляции определяют критерий R, характеризующий величину термопрочности при заданной температуре испытаний и скорости термонагружения. Тарировочную зависимость градиента температур от ширины кольцевой зоны оставшихся слоев 5 и 6 теплоизоляции получают предварительно перед испытаниями экспериментальным путем, измеряя температуру в центре и на контуре образца 3 при нескольких фиксированных значениях ширины кольцевой зоны теплоизоляции для каждого уровня температуры Т. Затем, используя известные аналитические зависимости разрушающих напряжений от градиента температур,.определи4 кольцевой зоны .теплоизоляции и температуры Т испытаний, . по которой определяют разрушающие. напряжения б>рс^р. и рассчитывают критерий R, характеризующий -термопрочность материала и скорость термонагружения по формулам:9, and the other end is fixed on the periphery of the grip 1. The test sample 3 is placed on the heat insulation layer 5, the second heat insulation layer 6, which is pressed by the upper gripper 2, is laid on its free end surface in the same way, the central end of the thread of the heat insulation layer 6 is led out through the guide pipe 7 and fix it on the drum 10. The sample 3 thus prepared for testing is placed in the heater 4 so that heating occurs along the generatrix of the sample 3. The heater 4 is turned on 15, and, after heating the sample, about a predetermined temperature T include a rotation drive of the drums 9 and 10, on which the threads of the insulation layers 5 and 6 are wound, as a result of which the insulation layers 5 and 6 are gradually removed from both ends of the sample 3 in the radial direction from the center at a constant speed, the value of which is chosen from the condition of providing a given rate of thermal loading. As the layers of heat insulation layers 5 and 6 are removed, the area of the radiating surface in the central part of sample 3 increases, which leads to the appearance of tensile thermal stresses, which, at a certain temperature gradient, which depends on the rate of removal of thermal insulation layers 5 and 6, leads to destruction of sample 3 · B the moment of destruction of the sample 3, the drive of rotation of the shaft 11 is turned off, the time from the start of removal of the layers 5 and 6 of the thermal insulation to the destruction of the sample 3 is determined, and the width of the annular zone of the remaining thermal insulation is measured. According to the calibration dependence, the temperature gradient of the width of the annular zone of thermal insulation determines the criterion R, which characterizes the value of thermal strength at a given test temperature and speed of thermal loading. The calibration dependence of the temperature gradient on the width of the annular zone of the remaining insulation layers 5 and 6 is obtained experimentally before testing by measuring the temperature in the center and on the circuit of sample 3 with several fixed values of the width of the annular insulation zone for each temperature level T. Then, using known analytical dependencies destructive stresses from a temperature gradient, determine 4 annular zones. thermal insulation and temperature T tests. which determine the destructive. voltage b> rc ^ r. and calculate the criterion R, characterizing the thermal stability of the material and the rate of thermal loading according to the formulas:

OLEOle

R где /х.-- коэффициент Пуанссона материала;R where / x.-- Poinson's ratio of the material;

d — коэффициент линейного термического расширения материала;d is the coefficient of linear thermal expansion of the material;

Е — модуль упругости материала.E is the modulus of elasticity of the material.

Для осуществления предлагаемого способа в устройстве для испытаний хрупких материалов на термопрочность каждый слой теплоизоляции выполнен в виде свернутой по спирали Архимеда нити, один конец которой закреплен на соответствующем, захвате, а устройство снабжено двумя установленными с возможностью вращения вокруг своей оси коническими барабанами, на которых закреплены другие концы нитей.To implement the proposed method in the device for testing brittle materials for thermal strength, each thermal insulation layer is made in the form of a filament coiled in a spiral of Archimedes, one end of which is fixed to the corresponding capture, and the device is equipped with two conical drums mounted for rotation around its axis, on which are fixed other ends of the threads.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, вид сверху.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device; in FIG. 2 - the same, top view.

Устройство содержит нижний и верхний захваты 1 и 2, служащие для крепления испытуемого образца 3» выполненного в виде диска и установленного 0 внутри нагревателя 4, выполненного, например, в виде индуктора. Между соответствующими захватами 1 и 2 и торцовыми поверхностями образца 3 размещены два слоя 5 и 6 теплоизоляции, каждый из которых»выполнен в виде свер-г нутой по спирали Архимеда нити. Один конец каждой нити слоев 5 и 6 теплоизоляции закреплен на соответствующем захвате 1 или 2, а другой, проходя через соответствующую направляющую трубу 7 или 8, закреплен на соответствующем коническом барабане 9 или 10, которые установлены на валу 11 с возможностью вращения вокруг своей оси. Конусность барабанов выбрана из условия обеспечения постоянной скорости удаления нитей. Вал 11 соединен с приводом его вращения (не показан).The device contains the lower and upper grips 1 and 2, used to mount the test sample 3 "made in the form of a disk and installed 0 inside the heater 4, made, for example, in the form of an inductor. Between the respective grippers 1 and 2 and the end surfaces of the sample 3 has two layers of insulation 5 and 6, each of which "is in the form sver- g-mentioned Archimedes spiral thread. One end of each thread of the insulation layers 5 and 6 is fixed to the corresponding grip 1 or 2, and the other, passing through the corresponding guide tube 7 or 8, is fixed to the corresponding conical drum 9 or 10, which are mounted on the shaft 11 with the possibility of rotation around its axis. The taper of the drums is selected from the condition of ensuring a constant speed of removal of threads. The shaft 11 is connected to the drive of its rotation (not shown).

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

На нижнем захвате 1 размещают слой 5 теплоизоляции, центральный конец нити которой выводят через направляющую трубу 8 и закрепляют на барабане ют величину разрушающих напряжений бразд», используя которые рассчитывают критерий R, характеризующий величину термопрочности по формуле r = <зр<аэр(1-^) , сСЕ где /д. — коэффициент Пуанссона материала;A thermal insulation layer 5 is placed on the lower grip 1, the central end of the thread of which is led out through the guide tube 8 and the value of the breaking stresses is fixed on the drum, using which the criterion R is calculated, which characterizes the thermal strength by the formula r = <sp <aer (1- ^ ), ССС where / d. - Poisson's ratio of the material;

ά. ~ коэффициент линейного термического расширения материала;ά. ~ coefficient of linear thermal expansion of the material;

Е — модуль упругости, материала.E is the modulus of elasticity of the material.

Поскольку при постоянной скорости удаления теплоизоляции напряжения в испытуемом образце 3 растут линейно со временем и Скорость термонагружения постоянна, то величину этой скорости определяют, используя рассчитанное значение критерия R термопрочности по следующей формуле dR _ R dt ' 1 где ΔΖ — промежуток времени от на- ; чала удаления теплоизоляции до разрушения образца.Since at a constant rate of removal of thermal insulation, the stresses in the test sample 3 grow linearly with time and the thermal loading rate is constant, the value of this speed is determined using the calculated value of the heat resistance criterion R according to the following formula dR _ R dt ' 1 where ΔΖ is the time interval from to; the beginning of the removal of thermal insulation before the destruction of the sample.

1 dR 1 dR

Величину скорости термонагружения изменяют путем изменения скорости вращения конических барабанов 9 и 10 для намотки нитей, слоев 5 и 6 теплоизоляции. Для определения температурной зависимости критерия R термопрочности от различных скоростей термонагружения проводят серию экспериментов при одной и той же температуре испытаний для нескольких скоростей-^- термонагружения. Указанную серию экспериментов затем пов.торяют для других заданных уровней температур испытаний.The magnitude of the rate of thermal loading is changed by changing the speed of rotation of the conical drums 9 and 10 for winding threads, layers 5 and 6 of the thermal insulation. To determine the temperature dependence of the criterion R of thermal strength on different rates of thermal loading, a series of experiments is carried out at the same test temperature for several speeds - ^ - thermal loading. The indicated series of experiments is then repeated for other predetermined test temperature levels.

Предлагаемый способ и устройство для его реализации позволяют определять зависимость термопрочности хрупких материалов от температуры и раз- личных скоростей термонагружения, что достигается за счет удаления с образца теплоизоляции с заданной .скоростью.The proposed method and device for its implementation make it possible to determine the dependence of the thermal strength of brittle materials on temperature and different rates of thermal loading, which is achieved by removing thermal insulation from the sample at a given speed.

Claims (2)

(5) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ТЕРМОПРОЧНОСТЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относитс  к испытательной , технике и может быть использовано дл  испытаний хрупких материа лов на термопрочность. Известен способ испытаний хрупких материалов на термостойкость, заключающийс  в том, что испытуемый образец нагревают до заданной температуры и охлаждают путем его погружени  в хладагент tlJ. Недостаток этого способа - низка  точность испытаний. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ испытаний хрупких материалов на термопрочность , заключающийс  в том, что образец в виде диска со слоем теплоизол ции на его торцовых поверхност  нагревают до температуры Т и создают в нем градиент температур, вызывающи разрушение образца. Способ реализуетс  с помощью устройства дл  испытаний хрупких материалов на термопрочность, содержащего захваты дл  креплени  образца, два сло  теплоизол ции, размещенные между соответствующими захватами и торцовыми поверхност ми образца, и нагреватель t2}. Недостатком известных способа и устройства  вл етс  невозможность обеспечени  испытаний при различных скорост х термонагружени . Цель изобретени  - обеспечение испытаний при различных скорост х термонагружени . Указанна  цель достигаетс  тем, что градиент температур создают путем постепенного удалени  теплоизол ции с обоих торцов образца в радиальном нёправлении от центра с посто нной скоростью, определ ют врем  д с от начала удалени  теплоизол ции до разрушени  образца и ширину кольцевой зоны теплоизол ции в момент разрушени , стро т тарировочную зависимость градиента температур от ширины кольцевой зоны .теплоизол ции и температуры Т испытаний,. по которой определ ют разрушающие, напр жени  . и рассчитывают критерий R, характеризующий .л-ермопрочность материала и ско рость ж-термонагружени  по формулам 0. W. R.5Л dLR R ЗПГ где /С коэффициент Пуанссона материала; d - коэффициент линейного термического расширени  материала; Е - модуль упругости материала. Дл  осуществлени  предлагаемого способа в устройстве дл  испытаний хрупких материалов на термопрочность каждый слой теплоизол ции выполнен в виде свернутой по спирали Архимеда нити, один конец которой закреплен на соответствующем, захвате, а устройство снабжено двум  установленными с возможностью вращени  вокруг своей оси коническими барабанами, на которых закреплены другие концы нитей. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Устройство содержит нижний и верхний захваты 1 и 2, служащие дл  креплени  испытуемого образца 3 выполненного в виде диска и установленного внутри нагревател  k, выполненного, например, в виде индуктора. Между соответствующими захватами 1 и 2 и торцовыми поверхност ми образца 3 размещены два сло  5 и 6 теплоизол ции, каждый из которых выполнен в виде све нутой по спирали Архимеда нити. Один конец каждой нити слоев 5 и 6 теплоизол ции закреплен на соответствующем захвате 1 или 2, а другой, проход  че рез соответствующую направл ющую трубу 7 или 8, закреплен на соответствующем коническом барабане 9 или 10, которые установлены на валу 11 с возможностью вращени  вокруг своей оси. Конусность барабанов выбрана из услови  обеспечени  посто нной скорости удалени  нитей. Вал 11 соединен с приводом его вращени  (не показан). Способ осуществл ют следующим образом . На нижнем захвате 1 размещают слой 5 теплоизол ции, центральный конец нити которой вывод т через направл ющую трубу 8 и закрепл ют на барабане 9, а другой конец закрепл ют на периферии захвата 1. Размещают на слое 5 теплоизол ции испытуемый образец 3, на его свободную торцовую поверхность укладывают аналогичным образом второй слой 6 теплоизол ции, который прижимают верхним захватом, вывод т центральный конец нити сло  6 теплоизол ции через направл ющую трубу 7 и закрепл ют его на барабане 10. Подготовленный таким образом к испытани м образец 3 размещают в нагревателе k таким образом, чтобы нагрев происходил по образующей образца 3- Включают нагреватель , l после нагрева образца 3 до заданной температуры Т включают привод вращени  барабанов 9 и 10, на которые наматываютс  нити слоев 5 и 6 теплоизол ции, в результате чего с обоих торцов образца 3 происходит постепенное удаление слоев 5 и 6 теплоизол ции в радиальном направлении от центра с посто нной скоростью, величину которой выбирают из услови  обеспечени  заданной скорости термонагружени . По мере удалени  слоев 5 и 6 теплоизол ции происходит увеличен ние площади излучающей поверхности в центральной части образца 3, что приводит к по влению раст гивающих термических напр жений, которые при определенном градиенте температур, зёвис щем от скорости удалени  слоев 5 и 6 теплоизол ции, привод т к разрушению образца 3- В момент разрушени  образца 3 привод вращени  вала 11 выключают, определ ют врем  от начала удалени  слоев 5 и 6 теплоизол ции до разрушени  образца 3 и измер ют ширину кольцевой зоны оставшейс  теплоизол ции. По тарировочной зависимости градиент температурширина кольцевой зоны теплоизол ции определ ют критерий R, характеризующий величину термопрочности при заданной температуре испытаний и скорости термонагружени . Тарировочную зависимость градиента температур от ширины кольцевой зоны оставшихс  слоев 5 и 6 теплоизол ции получают предварительно перед испытани ми экспериментальным путем, измер   температуру в центре и на контуре образца 3 при нескольких фиксированных значени х ширины кольцевой зоны теплоизол ции дл  каждого уровн  температуры Т. Затем , использу  известные аналитические зависимости разрушающих напр жений от градиента температур,.определ ют величину разрушающих напр жении бразР использу  которые рассчитываю критерий R, характеризующий величину термопрочности по формуле п 6pgiP(1-/) OLE где и, - коэффициент Пуанссона материала; о, коэффициент линейного термического расширени  матери ала; Е - модуль упругости, материала. Поскольку при посто нной скорости удалени  теплоизол ции напр жени  в испытуемом образце 3 РЭС1УТ линейно СО временем и Скорость -5j термонагр то величину этой ск жени  посто нна, рости определ ют, использу  рассчита ное значение критери  R термопрочнос ти по следующей формуле dR R .7 .5 uTr- - где ЛС - промежуток времени от намала удалени  теплоизол ции до разрушени  образца. IJO Величину скорости термонагружени  измен ют путем изменени  скорости вращени  конических барабанов 9 и 10 дл  намотки нитей, слоев 5 и теплоизол ции. Дл  определени  темпе . ратурной зависимости критери  R термопрочности от различных скоростей Д термонагружени  провод т серию экспериментов при одной и той же тем пературе испытаний дл  нескольких скоростей- термонагружени . Указанную серию экспериментов затем пов . тор ют дл  других заданных уровней температур испытаний. Предлагаемый способ и устройство дл  его реализации позвол ют определ ть зависимость термопрочности хруп ких материалов от температуры и различных скоростей термонагружени , что достигаетс  за счет удалени  с образца теплоизол ции с заданной .ско ростью. Формула изобретени  1. Способ испытаний хрупких материалов на термопрочность, заключающийс  в том, что образец в виде диска со слоем теплоизол ции на его тор цовых поверхност х нагревают до температуры Т и создают в нем градиент 9 66 температур, вызывающий разрушение об разца, отличающийс  тем, что, с целью обеспечение испытаний при различных скорост х термонагружени , градиент температур создают путем постепенного удалени  теплоизол ции с обоих торцов образца в радиальном направлении от центра с посто нной скоростью, определ ют врем  д.с от начала удалени  теплоизол ции до разрушени  образца и ширину кольцевой зоны теплоизол ции в момент разрушени  j стро т тарировомную.-зависимость градиента температур от ширины кольцевой зоны теплоизол ции и температуры Т испытаний, по которой определ ют разрушающие напр жени  . и рассчитывают критерий R, характеризующий . термопрочность материала, и скорость термонагружени  по формулам db dR R dt: где iCt - коэффициент Пуанссона материала; oL - коэффициент линейного термического расширени  материала ; Е - модуль упругости материала. 2. Устройство дл  испытаний хрупких материалов на термопрочность, содержащее захваты дл  креплени  образца , два сло  теплоизол ции, размещенные между соответствующими захватами и торцовыми поверхност ми образца , и нагреватель, отличающеес  тем, что каждый слой теплоизол ции выполнен в виде свернутой по спирали Архимеда нити, один конец которой закреплен на соответствующем захвате} а устройство снабжено двум  установленными с возможностью вращени  вокруг своей оси коническими барабанами , на которых закреплены другие, концы нитей. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Борздыка А. М. Методы гор чих механических испытаний металлов. М., Металлургиздат, 1962, с. 359.-360, рис. 293. (5) METHOD FOR TESTING STRONG MATERIALS FOR THERMAL STRENGTH AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION The invention relates to a testing, engineering technique and can be used to test brittle materials for thermal strength. A known method of testing fragile materials for heat resistance is that the test sample is heated to a predetermined temperature and cooled by immersion in the coolant tlJ. The disadvantage of this method is the low accuracy of the tests. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is the method of testing brittle materials for thermal strength, which means that a sample in the form of a disk with a thermal insulation layer on its end surfaces is heated to temperature T and creates a temperature gradient in it that causes the sample to break. . The method is implemented using a device for testing fragile materials for thermal strength, containing grippers for fastening a sample, two layers of thermal insulation placed between the respective grips and end surfaces of the sample, and a heater t2}. A disadvantage of the known method and device is the impossibility of providing tests at different thermal loading rates. The purpose of the invention is to provide tests at various thermal loading rates. This goal is achieved by creating a temperature gradient by gradually removing the thermal insulation from both ends of the sample in radial non-direction from the center at a constant speed, determining the time d s from the beginning of the thermal insulation removal to the destruction of the sample and the width of the annular thermal insulation zone at the moment of destruction , build the calibration dependence of the temperature gradient on the width of the annular zone of heat insulation and temperature T of the test ,. by which the destructive stresses are determined. and a criterion R is calculated, which characterizes the material thermal resistance and the thermal load rate according to the formulas 0. W. R. 5Л dLR R ЗПГ where / С is the Poisson's ratio of the material; d is the coefficient of linear thermal expansion of the material; E is the modulus of elasticity of the material. To carry out the proposed method in a device for testing fragile materials for thermal strength, each thermal insulation layer is made in the form of a Archimedes coiled thread, one end of which is fixed on a suitable gripper, and the device is equipped with two conical drums mounted for rotation around its axis, on which other ends of threads are fixed. FIG. 1 shows a diagram of the proposed device; in fig. 2 - the same, top view. The device contains lower and upper grippers 1 and 2, which serve to mount the test sample 3 made in the form of a disk and installed inside the heater k, made, for example, in the form of an inductor. Between the respective grips 1 and 2 and the end surfaces of sample 3 two layers 5 and 6 of thermal insulation are placed, each of which is made in the form of a Archimedes spiral spun. One end of each filament of layers 5 and 6 of heat insulation is fixed on the corresponding gripper 1 or 2, and the other, passing through the corresponding guide tube 7 or 8, is fixed on the corresponding conical drum 9 or 10, which are mounted on the shaft 11 rotatably around its axis. The taper of the drums is selected from the condition of ensuring a constant removal rate of the threads. The shaft 11 is connected to the drive of its rotation (not shown). The method is carried out as follows. On the lower grip 1 a thermal insulating layer 5 is placed, the central end of the thread of which is led out through the guide tube 8 and fixed on the drum 9, and the other end is fixed on the periphery of the gripping 1. Place the test sample 3 on the thermal insulation layer 5, on it the free end surface is similarly laid the second heat insulating layer 6, which is pressed by the upper grip, the central end of the filament of the heat insulating layer 6 is removed through the guide tube 7 and secured to the drum 10. Thus prepared for testing Seat 3 is placed in heater k so that heating occurs along the generatrix of sample 3- The heater is turned on, l after heating sample 3 to a predetermined temperature T, rotation of the drums 9 and 10 is activated, onto which the threads of layers 5 and 6 are insulated, resulting in Then, from both ends of sample 3, layers 5 and 6 of thermal insulation are gradually removed in the radial direction from the center at a constant speed, the value of which is chosen from the condition of providing a given thermal loading rate. As the layers 5 and 6 of heat insulation move away, the area of the radiating surface increases in the central part of sample 3, which leads to the appearance of tensile thermal stresses, which, at a certain temperature gradient, varying from the speed of removal of the layers 5 and 6 of heat insulation, lead to the destruction of the sample 3- At the time of the destruction of the sample 3, the rotational drive of the shaft 11 is turned off, the time from the start of removal of the layers 5 and 6 of the heat insulation to the destruction of the sample 3 is determined and the width of the annular zone of the remaining heat insulation is measured. According to the calibration dependence of the temperature gradient of the annular zone of thermal insulation, the criterion R is determined, which characterizes the value of thermal strength at a given test temperature and thermal load rate. Calibration dependence of temperature gradient on the width of the annular zone of the remaining layers 5 and 6 of thermal insulation is obtained before experimentally by testing experimentally, measuring the temperature in the center and on the contour of sample 3 with several fixed values of the width of the annular thermal insulation zone for each temperature level T. Then, using the known analytical dependences of destructive stresses on the temperature gradient, they determine the magnitude of destructive stresses of brasr using which I calculate the criterion R, ha The value of heat resistance according to the formula p 6pgiP (1- /) OLE where and, is the Punsson coefficient of the material; o, coefficient of linear thermal expansion of the material; E is the modulus of elasticity of the material. Since at a constant removal rate of the thermal insulation of the voltage in the test sample 3, RES1UT is linear with time and the rate is 5j thermal, then the magnitude of this scaling is constant, the growths are determined using the calculated value of the thermal resistance criterion R using the following formula dR R .7 .5 uTr- - where LS is the time from the spreading of the heat insulation to the destruction of the sample. IJO The rate of thermal loading is changed by varying the speed of rotation of the conical drums 9 and 10 for winding the yarns, layers 5 and thermal insulation. To determine the pace. The routine dependence of the thermal resistance criterion R on different speeds D of thermal loading is carried out a series of experiments at the same test temperature for several speeds of thermal loading. The specified series of experiments then pov. torus for other specified test temperature levels. The proposed method and device for its implementation allows determining the dependence of the thermal strength of brittle materials on temperature and different thermal loading rates, which is achieved by removing the thermal insulation from the sample with a given rate. Claim 1. The method of testing fragile materials for thermal strength, which means that a sample in the form of a disk with a thermal insulation layer on its end surfaces is heated to a temperature T and a temperature gradient of 9 66 is created in it, causing the destruction of the sample, characterized by that, in order to provide tests at different thermal loading rates, the temperature gradient is created by gradually removing the thermal insulation from both ends of the sample radially from the center at a constant speed, the time is determined The temperature from the width of the annular heat insulation zone and the temperature T of the test, from which the breaking stress is determined, is plotted from the beginning of the thermal insulation removal to the destruction of the sample and the width of the annular heat insulation zone at the time of the destruction j. and calculate the criterion R, characterizing. thermal strength of the material, and the rate of thermal loading according to the formulas db dR R dt: where iCt is the Punsson coefficient of the material; oL is the coefficient of linear thermal expansion of the material; E is the modulus of elasticity of the material. 2. Device for testing fragile materials for thermal strength, containing grippers for attaching the sample, two layers of thermal insulation placed between the respective grippers and end surfaces of the sample, and a heater, characterized in that each layer of thermal insulation is made in the form of an Archimedes coiled thread one end of which is fixed on the corresponding gripper} and the device is equipped with two conical drums installed with the possibility of rotation around its axis, on which the other ends of the strands are fixed. Sources of information taken into account in the examination 1. AM Borzdyka. Methods of hot mechanical testing of metals. M., Metallurgizdat, 1962, p. 359.-360, fig. 293. 2.Трапезников Д. А,,Урсик В. А., Кочетов Д, В. и др. Изучение условий разрушени  графитов в тепловых потоках . - Проблемы прочности, 1971, № 12, с. 68-71 (прототип).2. Trapeznikov D.A., Ursik V.A., Kochetov D., V., et al. Studying the conditions for the destruction of graphites in heat flows. - Problems of strength, 1971, No. 12, p. 68-71 (prototype).
SU802979442A 1980-08-28 1980-08-28 Method and device for testing brittle materials for thermal strength SU926576A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802979442A SU926576A1 (en) 1980-08-28 1980-08-28 Method and device for testing brittle materials for thermal strength

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802979442A SU926576A1 (en) 1980-08-28 1980-08-28 Method and device for testing brittle materials for thermal strength

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU926576A1 true SU926576A1 (en) 1982-05-07

Family

ID=20916773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802979442A SU926576A1 (en) 1980-08-28 1980-08-28 Method and device for testing brittle materials for thermal strength

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU926576A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786793C1 (en) * 2021-12-09 2022-12-26 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация " Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского" Method for determining and evaluating the thermal strength of core or molding sands and a complex for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786793C1 (en) * 2021-12-09 2022-12-26 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация " Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского" Method for determining and evaluating the thermal strength of core or molding sands and a complex for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fox et al. Cooling-rate dependence of thermoremanent magnetisation
US4131759A (en) Slip sleeve mechanism for a strength tapered caged armored electromechanical cable
Münstedt New universal extensional rheometer for polymer melts. Measurements on a polystyrene sample
CA1280295C (en) Sensor for measurement electrical heating
SU926576A1 (en) Method and device for testing brittle materials for thermal strength
EP0303977B1 (en) Crystal ingot lifting load measuring device
US5015825A (en) Furnace for tensile/fatigue testing
US3813919A (en) Testing apparatus for measuring thermal behaviors of filament yarn
US4736627A (en) Steam profile liquid/vapor separator
KR100592964B1 (en) Apparatus and method for measuring mechanical strength of neck portion of seed crystal
Roseveare et al. A Dynamically Balanced Fatigue Tester for Rayon Tire Cord
SU1506354A1 (en) Apparatus for checking strength of concrete at below-zero temperatures
Henrici‐Olivé et al. Shrinkage force and molecular orientation in polyacrylonitrile fibers
Bosman On the origin of heat build-up in polyester ropes
Wielke et al. The distribution of plastic deformation during 21 kHz fatigue of copper samples
Vogel et al. A constant stress creep testing machine
SU903741A1 (en) Method of determination of cable and wire sample crack resistance in bending
RU2780947C1 (en) Method for controlling the accumulation of fatigue damage in wires of an overhead power transmission line
RU1829004C (en) Method for determination of fatigue damage of construction material
SU898324A1 (en) Device for determination of construction material physical mechanical characteristics
SU140601A1 (en) Fatigue cord test device
SU1762207A1 (en) Method of determination of thermal conductivity of materials
SU771498A1 (en) Rope state testing method
SU1116349A1 (en) Method of determining material modulus of elasticity
SU890066A1 (en) Method of article deformation parameter determination