Устройство для низкотемпературных механических испытаний

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5!)4 С 01 Ы 3 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в нем образца материала, и механизм для подвода хладагента к охладителю.

Захваты взаимодействуют с крышкой и дном бункера и имеют воэможность перемещения в сыпучем теплопроводном материале. Бункер выполнен в виде соосного зажимам полого усеченного конуса с гофрированной поверхностью, гофры которой направлены вдоль образующей конуса, а крышка бункера размещена со стороны больяего основания конуса. Устройство позволяет повысить качество механических испытаний путем увеличения равномерности охлаждения образцов материалов посредством отвода тепла от образца сыпучему теплопроводному материалу, а также обеспечить возможность испытаний образцов сложной формы эа счет создания надежного контакта сыпучего теплопроводного материала с наружной и внутренней поверхностями образцов практически любой формы. l э.п. ф-лы, 4 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3822291/25-28 (22) 11, 12.84 (46) 30.08.86. Бюл. 9 32 (72) А.Н. Чижов .(53) 620. 172.251. 12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1021985, кл. G О1 И 3/18, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ (54) Изобретение относится к испытательной. технике и предназначено для испытаний на растяжение-сжатие и кручение в условиях низких температур. Целью изобретения является повышение качества испытаний путем увеличения равномерности охлаждения образцов материалов и обеспечения возможности испытаний образцов сложной формы. Устройство содержит рабо- . чую камеру, размещенные в ней вдоль ее вертикальной оси захваты для крепления образца материала, охладитель, выполненный в виде закрытого бункера, предназначенного для размещения

„„Я0„„1254347 д 1!

254347

Изобретение относится к испытател?-.ной технике, а именно к устройствам для низкотемпературных механических испытаний образцов материалов.

Целью изобретения является повышение качества испытаний путем увеличения равномерности охлажцения образцов материалов и обеспечения возможности испытаний образцов сложной форма! „

На ф??г.1 изображено устройство для низкотемпературных механических испытаний; на фиг.2 — разрез А-Л на фиг.1, на фиг.3 — вид Б на фиг.= на фиг.4 — крепление крышки на бункере.

Устройство содержит рабочую камеру 1, размещенные в ней вдоль ее вертикальной оси верхний и нижний захваты 2 и 3 для крепления образца 2О

4 материала, охладитель, выполненный в виде закрытого бункера 5. Бун° кер 5 выполнен в виде соасного захватам поло!"а усеченного конуса с гофрированной поверхностью, гофры ?:îòîрой направлены вдоль образующей конуса, и снабжен съемной крыпкой 6 с посадочным кольцам 7, размещенной

cQ стороны большего основания конуса, и кольцом 8 с винтами 9, лред- Зо

??аэначе??ньяи?и для растяжения бункеpG 5 H радиальном ??а??равлен??и. Ьун*кер 5 прикреплен к нижнему захвату

3 с помощью посадочного кольца t0 и винта 11, размещенных на дне бункера 5, т,е. на меньшем основании кснуса, и может быть выполнен из листовой пружинной бронзы толщиной

0,8 мм.

Вункер 5 заполнен сыпу?ям тепло- Н проводным материалом 1 2, например металлическим порошком (бронза — с размером частиц от 0,001 до 0,006 им) .предназначенным для вь?равнивания тем--ературы по длине образца 4. ,!?Я

Устройство содержит механизм 13 для подвода хлацагента. к бункеру 5, выпалненньй, например, в виде двух сосудов Дьюара с жидким азотом и системой электронодогрева для создания избыточного давления в их объеме, вытесняющего азот по магистралям 14 в бункер 5, что обеспечивает охлаж-дение образца 4, находящегсся в контакте с металлическим порошком,. да минус 150 С.

Устройство содержит также средство измерения температуры образца 4., например, в виде 1Эяда термопар 15, подключенных к регистрирующему прибору (не показан) и обеспечивающих измерение температуры по всей длине образца 4.

Устройство работает следующим образом.

Перед испытанием при открытой рабочей камере 1 нижний захват 3,находящийся в бункере 5, заполненном сыпучим теплопроводным материалом

12, пер".мещают в направлении верхнего захвата 2 и фиксируют по отношению к нему на расстоянии, необходимом для размещения в захватах образца 4. Одновременно бункер 5 перемещают вниз по нижнему захвату З,как по направляющей, до положения, когда крышка 6 окажется ниже нижнего эахвата 3, и фиксируют в этом положении винтом 11. Крьппку 6 бункера 5 открывают, перемещают вверх и фиксируют над верхним захватам 2. Образец 4 с термопарами 15 закрепляют в захватах 2 и 3, бункер 5 перемещаюг вверх по нижнему захвату 3, как па направляющей, и фиксируют винтом 11 в положении, когда образец 4 с термопарами 15 находится в центральнои части бункера 5. Верхний торец бункера 5 растягиваю? в радиальном направлении посредством завинчивания винтов 9 в кольце 8 и фиксируют в таком положении. Сыпучий теплопровод" ный материал 12 уплотняют путем вибрации или трамбовки, при необходимости производят досыпку теплопроводного материала 12 до полного заполнения бункера 5. Крьппку 6 бункера 5 закрывают. Натяжение винтов 9 в кольце 8 ослабляют, в результате чего гофрированная поверхность бункера 5 упруго сжимается, прижимая теплопроводный материал 12 к образцу 4 с термопарами 15 и к захватам

2 и 3. Рабочую камеру 1 закрывают и уплотняют, Устройство к работе подготовлено.

В процессе испытания через магистрали 14 механизма 13 в рабочую камеру 1 подают хладагент (например, азот в виде охлажденного газа или аэрозоля — в зависимости от заданной скорости охлаждения), и бункер

5 с сыпучим материалом 12 и образцом 4 охлаждается да заданной температуры, Затем через захваты 2 и 3 на образец 4 передают усилие, при

1254347

Таким образом, изобретение позволяет повысить качество испытаний путем увеличения равномерности охлаждения образца 4 материала посредством отвода тепла от образца 4 сыпучему теплопроводному материалу 12, а также обеспечить возможность искотором в зависимости от вида испытания (растяжение, сжатие, кручение и т.д.) бункер 5 с размещенным в нем сыпучим материалом 12 перемещается вместе с нижним захватом 3, на котором он закреплен, относительно. верхнего захвата 2 в осевом (при растяжении-сжатии) или в окружном (при кручении) направлениях. При этом нижний захват 3 остается неподвижным относительно бункера 5 и теплопроводного материала 12. Силы трения, возникающие между верхним захватом 2 и теплопроводным материалом 12 при испытании, могут быть учтены путем предварительной калибровки. Температуру образца 4 в процессе охлаждения и деформирования фиксируют с помощью термопар 15.

Тепло, выделяющееся при деформировании образца 4, поглощается сыпучим теплопроводным материалом 12.

После испытания рабочую камеру 1 открывают и расфиксируют бункер 5 на нижнем захвате 3 (ослабляют винт

1 1). Затем бункер 5 перемещают вниз по нижнему захвату 3, как по направляющей, цо положения, когда крышка

6 окажется киже нижнего захвата 3.

Из захватоз " н 3 извлекают остатки ЗО образца 4. Устройство готово к установке нового образца. пытаний образцов сложной формы за счет создания надежного контакта сыпучего теплопроводного материала 12 с наружной и внутренней поверхностями образцов практически любой формы.

Формула изобретения

1. Устройство для низкотемпературных механических испытаний образцов материалов, содержащее рабочую камеру, размещенные в ней вдоль ее вертикальном оси захваты для крепления образца материала, охладитель в виде емкости переменного обьема, заполненной сыпучим теплопроводным материалом, и механизм для подвода хладагента к охладителю, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпнения качества испытаний путем увеличения равномерности охлаждения образцов материалов и обеспечения возможности испытаний образцов сложной формы, охладитель выполнен в виде закрытого бункера, предназначенного для размещения в нем образца материала, а захвагы взаимодействуют с крышкой н дном бункера и имеют возможность перемещения в сыпучем теплопроводном материале.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что бункер выполнен в виде соосного захватам полого усеченного конуса с гофрированной поверхностью, гофры которой направлены вдоль образующей конуса, а крышка бункера размещена со стороны большего основания конуса.

1254347

1254347

Составитель Г. Алехов

Текред M.Mîðãåíòàë Корректор М. Самборская

Редактор А. Гулько

Заказ 47t2/46

Тираж 778 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4