Образец для испытания материалов на термоусталость

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на термоусталость. Цель изобретения - повышение точности путем создания постоянной площади сечений в плоскостях, перпендикулярных торцовым поверхностям. Образец выполнен в виде кольца со скругленной наружной рабочей кромкой. По крайней мере одна из торцовых поверхностей выполнена в виде гиперболоида, что дает возможность точного аналитического расчета напряженного состояния образца , так как площадь сечения в любой плоскости, перпендикулярной торцовой, постоянна и не зависит от радиуса. При подаче к образцу теплового потока в нем возникают термические напряжения . Испытания ведут до появления трещин на рабочей кромке. 2 ил. S

СОО3 СОЮТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> 01) А1 (51)5 С 01 N 3 60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ болоида или обе торцовые поверхности S < и S могут быть выполнены в виде гиперболоида.

Образец испытывают следующим образом.

Закрепляют образец в испытательной камере и обдувают газовым потоком с заданными параметрами в зависимости от условий эксперимента.

Если необходимо создать на рабочей кромке растлгивающие напряжения во время нагрела, основную массу теплового потока направляют на массивную часть образна через внутреннее отверстие, если необходимо на рабочей кромке создать сжимающие напряжения при нагреве,.основную часть теплового потока направляют на рабочую кромку. СЭЙР©ТВЕККЫЙ КОМИТЕТ

По ИЭОИ ЕТЕНИЯМ И 0ТМРЫТЩЩ

ПРИ П1НТ CCCP

1. (21) 4674169/28 (22) 13.02,89 (46) 15.01.91. Бюп. у 2 (71) Институт проблем прочности

АН УССР (72) Г,Н.Третьяченко и В.Г.Барило (53) 620. 178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 920463, кл. С 01 N 3/60, 1980. (54) ОБРАЗЕЦ,ЛЛЯ ИСПЫТАНИЯ NATEPHAJIOB

НА ТЕРМОУСТАЛОСТЬ (57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на термоусталость. Цель изобретения — повьппение точности путем

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к технике испытаний на термоусталость.

Цель изобретения — повьппенне точности путем создания постоянной площади сечений в плоскостях, перпендикулярных торцовым поверхностям.

На фиг. 1 представлен образец, образующие одной поверхности кот роro выполнены в виде гиперболы, на фиг. 2 — образец, образующие двух торцовых поверхностей которого выполнены в виде гиперболы.

Образец выполнен в виде кольца с внешним диаметром D, внутренним диаметром d радиусом закругления г, торцовыми поверхностями S < и S<.

Одна из торцовых поверхностей, например Sr, выполнена в форме гипер2 создания постоянной площади сечений в плоскостях, перпендикулярных торцовым поверхностям. Образец выполнен в виде кольца со скругленной наружной рабочей кромкой. По крайней мере одна из торцовых поверхностей выполнена в виде гиперболоида, что дает воэможность точного аналитического расчета напряженного состояния образца, так как площадь сечения в любой плоскости, перпендикулярной торцовой, постоянна и не зависит от радиуса.

При подаче к образцу теплового потока в нем возникают термические напряжения. Испытания ведут до появления трещин на рабочей кромке. 2 ил.

1620916

bR=K

Цикл испытаний повторяют до появления трещин на рабочей.кромке и по количеству теплосмен до их появления судят о сопротивляемости материала термоусталости.

Характерной особенностью предлагаемой формы образца является то, что она позволяет моделировать значительные растягивакщие напряжения íà рабо- fp чей кромке именно во время нагрева.

В предлагаемой форме образца для испытаний на. термоусталость радиальный тепловой поток распространяется в ту и другую стороны в каждый момент 15 времени через сечения постоянной площади. Если рассматривать эти сечения как"цилиндрические поверхности высотой Ь и длиной 1, где b равно

К/R, а 1 равно 2)R, где R - текущий 2р радиус, т.е. координата определения теплового состояния образца в данный момент времени, то площадь S цилинпрической поверхности можно определить как 25

S 1b = 2 R К/R = 2 K = сопзй, т.е. при увеличении или уменьшении текущего радиуса R площадь сечения является для данного образца постояв- gp ной и тепловой поток, проходя через равные по площади сечения, создает такое же распределение температур, какое имело бы место в стержне постоянного сечения.

Таким образом, для расчета теплового состояния в образце предлагаемой формы можно использовать такие же точные аналитические расчеты„ как для стержня постоянной. площади сече- 4О ния. Аналогично постоянство площади сечений образца предлагаемой .формы обеспечивает простые соотношения между радиальными и тангенциальными напряжениями Gg и ().

RdQ g (а

dR что позволяет точными аналитическими методами рассчитывать напряженные состояния материала.

Форма образца с одной или двумя гиперболоидными торцовыми поверхностями и наружной клиновидной рабочей кромкой позволяет моделировать с достаточной точностью в широких пределах изменения параметры теплового и напряженного состояния материала в лабораторных условиях при небольших материальных затратах, Форма образца благодаря эначительно большей внутренней поверхности, чем кромка, позволяет создавать при

garpeae значительные растягивающие напряжекия на рабочей кромке, близкие к эксплуатационным при небольших ин1 тенсивностях теплообмена, что легко осуществить в лабораторных условиях.

Ф о р м у л а изобретения

Образец для испытания материалов на термоусталость, выполненный в виде кольца с торцовыми поверхностями и скругленной рабочей кромкой, размещенной на его наружной поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем создания постоянной площади сечений в плоскостях, перпендикулярных торцовым поверхностям, по крайней мере одна иэ торцовых поверхностей выполнена в форме гиперболоида, образующая которого описывается уравнением:

1 где Ъ и R — соответственно текущая толщина и текущий радиус образца;

К вЂ” постоянный коэффициент, определяющий габариты образца.

16209 16

Саставвтель В.Лаварева

Техред ИаДидык Корректор Т.Малец

Редактор А.Огар

Заказ 4242 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101