Устройство для испытаний образца материала на термомеханическую стойкость

 

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение достоверности путем учета влияния механического нагружения, соответствующего напряженному состоянию материала в условиях эксплуатации . Образец размещают в держателе , выполненном в виде двух рычагов, и создают растягивающую нагрузку путем перемещения концов рычагов по нагружателю. В результате такого перемещения в образце возникают растягивающие усилия. Измеряемый импульс давления, возникающий в образце, является результатом как импульсного лазерного излучения, так и механического усилия. Для исключения влияния давления воздуха на показания прибора образеи и средства регистрации давления помещают в вакуумную камеру. 1 з.п ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s 6 01 N 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768170/28 (22) 13.12,89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (72) Д.А.Поспелов и А.Н.Ремизов (53) 620,178(088,8) (56) Jourhal of Appelled Physics, 1975, ч. 46, М9, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦА МАТЕРИАЛА НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ (57) Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность, Цель изобретения — повышение достоверности путем учета влияния механического нагружения, соответствующего напряженИзобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.

Цель изобретения — повышение достоверности путем учета влияния механического нагружения на напряженное состояние материала, соответствующего условиям эксплуатации, и расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения испытаний механически нагруженных образцов, помимо испытаний образцов без нагрузки.

На фиг,1 представлена схема устройства;. на фиг;2 — нагружатель с держателем образца.

Устройство содержит лазерный источник 1 импульсного излучения, держатель образца в виде рычагов 2 и 3, одни концы которых жестко связаны с соответствующими концами образца 4, другие установлены

„„ Ы„„1693448 А1 ному состоянию материала в условиях эксплуатации. Образец размещают в держателе, выполненном в виде двух рычагов, и создают растягивающую нагрузку путем перемещения концов рычагов по нагружателю, В результате такого перемещения в образце возникают растягивающие усилия.

Измеряемый импульс давления, возникающий вобразце,,является результатом как импульсного лазерного излучения, так и механического усилия, Для исключения влияния давления воздуха на показания прибора образец и средства регистрации давления помещают в вакуумную камеру. 1 з,п. ф-лы, 2 ил, на нагружателе в виде шпильки 5 и двух гаек

6 и 7, имеются средства 8 регистрации мощности излучения, средства 9 регистрации величины импульса давления в виде баллистического маятника, жестко связанного с центральной частью шпильки 5, средства 10 регистрации формы и длительности импульса давления и средства измерения деформации на поверхности образца в виде тензодатчиков 11.

Устройство работает следующим образом.

Образец 4 устанавливают в держателе, после чего гайки 6 и 7 начинают симметрично относительно середины шпильки 5 навинчивать на шпильку. При этом рычаги 2 и

3 поворачиваются, и образец 4 изгибается.

На внешних слоях (относительно излучения) образца реализуется растяжение, усилие которого определяют с помощью тензодат1693448

10

15 чиков 11. При испытании образцов, вес которых значительно меньше веса маятника, расположение маятника мо3кет быть таким, как изображено на фиг,1, При увеличении веса образца чувствительность маятни а снижается эа c÷åò увели ения трения в опорах. В частности, необходимо уравновесить захватное приспособление относительно рычага маятника, снабдив его эа:<репленным на шпильке с противоположной стороны QT захватов противовесОм, При дальнейшем увеличении веса образца соответственно увеличивается и вес всех закрепленных на маятнике приспособлений, Достаточная чувствительность достигается горизонтальным расположением

Оси маятника, при «)TQM маятник принимает вертикальное положение, от которого совершает колебательное движение при воздействии на образец импульса давления.

Поскольку параметры импульса давления зависят и от давления воздуха, то перед началом испытаний а камере 12 устанавливают требуемое (например, соответствук3щее условиям эксплуатации конструкции) давление.

После того, <ак образец нагружен до создания на его поверхности требуемого напряжения (на фиг,2 — это,эзстлжение но расположением гаек б и 7 внутри рычагов можно обеспечить и сжатие) и в камере создано требуемое да Вле!ъие, вклк3чают источни:< 1 и воздействуют на поверхн<3ст образца импульсом излучения, параметры которого регистрир чотся измерител м 8 18

cQcTGB которого может гходить, например, осциллограф). Одновременно датчик 16 регистрирует форму и длитель.-|ость импульса давления, а средства измерения и регистрации угла поворота маятника позволяест определить суммарныЙ импульс давления.

Испытанию на предлагаемом устройстве были подвергнуты образцы композиционного материала Б ГА-10. аналогичные испытанным лазером типа ГОС-1001 в режиме свободной генерацУ1И. Длительность импульса излучения порядка 1 мс, длина волны 1,06 мкм. При этом изменением положения гаек достигалось напряжение на поверхности образца От сжимающего до растягива ощего в пределах 2: 50 От разрушающего, В результате былс обнарух<ено. что

30 15

i!I0

50 при растяжении материала газодинамическое давление на поверхности растет.

При воздействии импульсами излучения микросекундной длительности зависимость параметров импульса от давления воздуха слаба. При воздействии на материал образца излучением длительностью десятки наносекунд (что соответствует работе

ГОС вЂ” 1001 в режиме моделированной добротности) существенной становится зависимость параметров импульса давления также от давления воздуха а камере. В условиях атмосферного давления длительность импульса на два порядка больше длительности излучения, что объясняется препятствием воздуха разлету плазменного облака, на поверхности образца, Однако остывает такая плазма быстрее, что приводит к существенному снижению величины давления на поверхности образц- в условиях воздуха, чем а условиях вакуума.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания образца материала на термомеханическую стойкость, содержащее лазерный источник импульсного излучения, держатель образца, средство регистрации величины давления от воздействия импульса на образец в виде баллистического маятника, средства регистрации параметров мпульса излучения и средства регистраце:,и формы и длительности импульса давления, о т л и ч а ю щ е ес я гем, то, с целью повышения достоверности путем учета влияния механического нагружения на напряженное состояние матеру ала, соответствующего условиям эксплуатации, Оно снабжено нагружателем для создания в образце механической нагрузки и средствами измерения деформации поверхности образца, держатель образца выполнен в виде двух рычагов, одни концы которых предназначены для закрепления на соответствующих концах образца, а другие связаны с нагружателем.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено вакуумной камерой дпя размещения в ней образца и средств регистрации величины давления от воздействия импульса на образец и средства регистрации формы и длительности импульса.

1b93440

Составитель В.Лазарева

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И.Муска

Редактор О.Хрипта

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

Заказ 4071 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государст энного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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