Способ испытания образцов на термомеханическую усталость

 

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности за счет учета изменения свойств материала в процессетермоциклирования, а также колебаний температуры,- Выбирают два идентичных образца, один из которых жестко закреплен с двух концов, а другой - с одного конца. Одновременно подвергают их термоциклированию. Непрерывно измеряя свободную температурную деформацию образца, закрепленного одним концом, регулируют температурное стеснение образца, закрепленного с двух сторон , 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я >л G 01 N 3/60

ГОСУДАРСТБЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4694825/28 (22) 26.05.89 (46) 30.04.91. Бюл. М 16 (71) Институт проблем прочности АН УССР (72) А,И,Петренко и P,Ê.Ôåäîðîâ (53) 620.178(088.8) (56) Прочность при малоцикловом нагружении./Под ред. С.В.Серессена. M.: Наука, 1975, с. 173 — 174, рис.8.14. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКУЮ УСТАЛОСТЬ (57) Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность, Цель изобретения — повышение точности за счет учета изменения свойств материала в процессе термоциклирования, а также колебаний температуры.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит неподвижную платформу 1 и подвижную платформу 2, на которых напротив друг друга имеются захваты 3 и 4 для крепления испытуемого образца 5. На неподвижной платформе 1 имеется также до пол нител ь н ый захват 6 для крепления головки дополнительного образца 7, идентичного испытуемому и имеющего на другой головке жестко прикрепленную планку 8. Устройство содержит также автоматизированный привод 9 (например, тиристорный злектропривод постоянного тока) подвижной платформы 2, систему 10 термоциклирования для одновременного нагрева

„„5U 1645883 А1

Цель изобретения — повышение точности за счет учета изменения свойств материала в процессе термоциклирования, а также колебаний температуры. Выбирают два идентичных образца. один иэ которых жестко закреплен с двух концов, а другой — с одного конца. Одновременно подвергают их термоциклированию. Непрерывно измеряя свободную температурную деформацию образца, закрепленного одним концом, регулируют температурное стеснение образца, закрепленного с двух сторон, 1 ил. и охлаждения в одинаковых температурных условиях двух образцов 5 и 7 (при нагреве образцов прямым пропусканием тока они включены в электрическую цепь последовательно), контрольно-измерительную аппаратуру, включающую датчик 11 линейных деформаций, размещенный между неподвижной 1 и подвижной 2 платформы, датчик

12 линейных деформаций, предназначенный для размещения между неподвижной платформой 1 и планкой 8, преобразователь

13 сигнала свободного температурного удлинения образца (например, делитель напряжения), блок 14 сравнения и регулятор

15 скорости (например, ПИД-регулятор).

Выход датчика 12 линейных деформаций подключен к входу преобразователя 13 сигнала свободного температурного удлинения образца, а его выход подключен к первому входу блока 14 сравнения, выход датчика 11 линейных деформаций подключен к второму входу блока 14 сравнения, выход блока

1645883 сравнения подключен к входу регулятора 15 скорости, выход регулятора 15 скорости подключен к входу привода 9 подвижной платформы 2.

Способ осуществляют следующим образом.

Испытуемый образец 5 жестко закрепляют с двух концов в захватах 3 и 4, а дополнительный образец 7 закрепляют с одного конца в захвате б, устанавливают датчики 11 и 12 линейных перемещений, Выбирают требуемый коэффициент К деформирования испытуемого образца 5 и преобразователь

13 сигнала свободного температурного удлинения образца 7 настраивают так, чтобы отношение величин выходного сигнала к входному составляло (1-К). В частном случае термоусталостных испытаний образца коэффициент К находится в пределах 0 < К 1, причем значение К == 1 соответствует полному стеснению температурного удлинения образца, а при термомеханических испытаниях образца значения коэффициента К находятся вне указанных пределов, т.е. когда

К < 0 или К > 1 в зависимости от механического сжатия или растяжения образца помимо его тепловой деформации. Включают систему 10 термоциклирования образцов, обеспечивающую заданный температурный режим испытаний. Циклические перемещения свободного конца образца 7 вызывают на выходе датчика 12 линейных деформаций сигнал, величина которого соответствует текущему значению температурного удлинения Л1 (т). Пройдя преобразователь

13, величина этого сигнала будет составлять (1-К) своей входной величины, так что на первый вход блока 14 сравнения поступает задающий сигнал, соответствующий величине (1-К) Л lT(т), На второй вход блока 14 сравнения поступает сигнал от датчика 11 линейных деформаций, величина которого соответствует Л I„(г) — изменению расстояния между неподвижной и подвижной платформами, Сигнал рассогласования из блока

14 сравнения поступает на вход регулятора

15 скорости привода 9, который автоматически отрабатывает рассогласование между величинами (1-К) Л1, (т) и h, I< (т), перемещая подвижную платформу до тех пор, пока

50 эти величины не сравняются, т.е. будет соблюдаться равенство

Л 1. (t ) = (1- К) ) Л1, (г)

Привод 9 будет автоматически отрабатывать благодаря замкнутой обратной связи, элементом которой является датчик 11 линейных перемещений, соответствующее изменение расстояния между неподвижной и подвижной платформами, — при этом фактическое стеснение температурного удлинения испытуемого образца как в каждом отдельном цикле, так и на протяжении всего испытания не будет отличаться от заданного. Величина стеснения не будет зависеть от колебаний температурного режима, изменения формы цикла, а также изменения физических свойств металла испытуемого образца в процессе термоциклирования, так как эти отклонения в обоих образцах происходят. одновременно, а датчик 12 линейных деформаций, фиксирующий удлинение неэащемленного образца 7 и вырабатывающий сигнал, соответствующий этим удлинениям, фактически является задатчиком в системе управления, что делает управление непрерывно адаптирующимся к изменениям условий испытаний.

Формула изобретения

Способ испытания образцов на термомеханическую усталость, заключающийся в том, что устанавливают образец в захватах испытательной машины, размещенных один на подвижной, а другой на неподвижной платформах, подвергают образец термоциклированию, в процессе которого изменяют расстояние между платформами, отличающийся тем, что. с целью повышения точности за счет учета колебаний температурного режима и изменения физических свойств материала в процессе термоциклирования, используют дополнительный образец, эащемляют его одним концом в дополнительном захвате на неподвижной платформе, термоциклированию подвергают одновременно оба образца, непрерывно измеряют свободную температурную деформацию дополнительного образца, а расстояние между платформами меняют с учетом текущего значения свободной температурной деформации дополнительного образца.

1645883

Составитель В. Лазарева

Редактор 3. Ходакова Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Закаэ 1552 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина. 101