Способ испытания материалов на термомеханическую усталость

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКУЮ УСТАЛОСТЬ, заключающийся в том, что в цилиндрическом образце материала выполняют сквозное осевое отверстие, размещают в нем нагреватель, периодически нагревают образец, прикладывают сжимающую нагрузку к его торцам и по количеству циклов до разрушения судят о термомеханической усталости, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытания к эксплуатационнь1м создания в образце напряжений, адекватных напряжениям в прессовом инструменте, осевое отверстие выполняют в виде двух соосных усеченных конусов, меньшее д основание одного из которых является большим основанием другого, и нагружают образец внутренним давлением.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) G 01 N 3/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3650959/25-28 (22) 10.08.83 (46) 30.03.85. Бюл. У 12 (72) В.Ф.Коростелев, А.А.Нагайцев, Л.В.Вайнпрес и Д.Х.Пигузова (НРБ) (71) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов (53) 620.171.32(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 232578, кл. G 01 N 3/60, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

В 1015281, кл.С 01 N 3/60, 1981 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКУЮ УСТАЛОСТЬ, зак„„SU„„1147953 А лючающийся в том, что в цилиндрическом образце материала выполняют сквозное осевое отверстие, размещают в нем нагреватель, периодически нагревают образец, прикладывают сжимающую нагрузку к его торцам и по количеству циклов до разрушения судят о термомеханической усталости, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью приближения условий испытания к эксплуатационным путем создания в образце напряжений, адекватных напряжениям в прессовом инструменте, осевое отверстие выполняют в виде двух соосных усеченных конусов, меньшее

Ф основание одного из которых является большим основанием другого, и нагружают образец внутренним давлением.

3 3 и двумя подвижными плитами 5 и Ь, к которым подключена вторичная обмотка трансформатора 7. Нагружатель выполнен в виде втулки 8, размещенной между подвижными плитами 5 и 6, и установленного на подвижной плите 5 пуансона 9 с центральным отверстием 10 и коническим выступом 11.

Нагреватель, выполненный в виде стержня 12 с верхним коническим участ ком 13, закреплен на подвижной плите 6 и размещен в отверстиях втулки 8 и пуансона 9, .причем свободный конец стержня 12 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 7. Между основанием 1 и подвижной плитой 6 установлен динамометр 14 с индикатором 15 соединенный через преобразующий прибор 16 с осциллографом 17, к которому также подсоединены термопары 18 и 19.

Способ реализуется следующим образом.

В цилиндрическом образце 20, подлежащем испытанию, выполняют сквозное отверстие з виде двух соосных усеченных конусов, образующий рабочий 21 и переходной 22 участки, причем меньшее основание конуса переходного участка 22 является большим основанием конуса рабочего участка .21. Конусность рабочего участка 21 целесообразно выполнять в преде" лах 1 30 — 2 0, а переходного участка 30 - 45 .

Изготовленный указанньм образом образец 20,надевают на конический участок 13 стержня 12, имеющий та-. кую же конусность, что и рабочая часть 21, и поджимают его с заданньм

1 усилием к траверсе 4 .с помощью пуансона 9, конический выступ которого имеет такую же конусность, что и переходная часть 22 образца 20. Пропускают лектрический ток от трансформатора 7 через стержень 12 и втулку 8, э результате чего образец 20 нагревается вследствие электроконтактного нагрева от пуансона 9 и нагружается сжимающим усилием по его торцам. При этом образец 20 нагружается растягивающим усилием, црнкладываемьм к поверхности переходного участка 22. Растягивающие и сжимающие нагрузки образца 20 возникают за счет перемещения пуансона 9 при термическом расши рении втулки 8. Наряду с этим происходит нагрев рабочего участка 21 от

4 114795

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании материалов на термомеханическую усталость.

Известен способ испытания материала на термомехаиическую усталость, заключающийся в том, что образец выполняют в виде цилиндра, прикладывают сжимающую нагрузку, периодически нагревают и по количеству циклов 10 до разрушения судят о термомеханической усталости 1 .

Наиболее близким к изобретению является способ испытания материалов на термомеханическую усталость, 15 в цилиндрическом образце материала выполняют сквозное осевое цилиндрическое отверстие, размещают в нем нагреватель, периодически нагревают образец, прикладывают сжимающую на- 20 грузку к его торцам и по количеству циклов до разрушения судят о термомеханической усталости 2 .

Недостатком известных способов является несоответствие условий испытаний условиям эксплуатации прессового инструмента, поскольку напряжения в последнем обусловлены сложной геометрической формой и неравномерньм нагревом укаэанного инструмента.

Цель изобретения — приближение условий испытания к эксплуатационньм путем создания в образце ианряжений, адекватных напряжениям в прессовом инструменте. 35

Указанная цель достигается тем, что согласно способу испытания материалов на термомеханическую усталость, заключающемуся в том, что в цилиндрическом образце материала 40. выполняют сквозное осевое отверстие, размещают в нем нагреватель, периодически нагревают образец, прикладывают ежимаощую нагрузку к его торцаи и по количеству циклов до разру- 45 шеиия судят о термоиеханической усталости, осевое отверстие выполняют в виде двух соосных усеченных конусов, меньшее основание одного. из которых является большим основанием другого, и нагружают образец виутреииим давлением.

На чертеже изображена схема устройства, реалиэирующего предлагаемый способ. 55

Устройство для реализации способа содержит основание 1, на котором закреплены колонны 2 и 3 с траверсой 4

3 1147953 стержня 12 и одновременное приложе- 1 напряжением в прессовом инструменте. ние касательных сил (снл трения), В процессе испытаний регистрируют на . возникающих при перемещении стерж- осциллографе 17 нагрузку и дефррманя 12 от термического расширения. цию образца 20, измеряемые динамомет После нагрева образца 20 до заданной ром 14 и индикатором 15.1 Одновременно. температуры, которая фиксируется определяют количество, циклов до появтермопарамн 18 и 19, отключают элект- ления трещин в образце 20, по которо- рический ток, в результате чего проис- му судят о термодинамической усталосходит остывание образца 20, пуансо- ти материала. на 9.и втулки 8, и образец 20 разгру- 1О мается. Затем цикл нагрева и охлажде- Изобретение позволяет приблизить ния повторяют. Регулируя время пропус-. условия испытания к эксплуатационным кания электрического тока и последую- путем создания в образце циклических щего охлаждения, создают в образце температурно-силовых нагрузок, совоциклические температурно-силовые на- 15 купность которых обусловливает в нем груэки, совокупность которых обуслоь- напряжения, адекватные напряжениям ливает в нем напряжения, адекватные в прессовом инструменте.

Заказ 1567/35 Тираж 897 По писное

В

4amaaa ППН такт, г, Ужгород, ул.Проектная,4