Установка для определения характеристик трещиностойкости материалов

 

Изобретение относится к установкам для определения характеристик трещино^ стойкости материалов. Цель изобретения - повышение точности регистрации параметров испытаний за счет гашени^ колебаний при циклических испытаниях. Установка содержит нагружающее устройство, включающее при врд нагружения, тяги 1, активный и пассивный 2 захваты, взаимодействие с исследуемым образцом 3 с помощью пальцев 4..Датчик 5 раскрытия трещины (РТ) у ее вершины своими иглами размещен в канавках, выполненных с двух сторон на поверхности образца 3, и удерживается в них за счет сил упругого деформирования его щупов. Датчик.5 РТу ее вершины электрически соединен с регистрирующим прибором 6, а его корпус размещен в направляющем элементе 7, который Жестко соединен с упругим элементом 8 и опорой 9. Последняя шарнирно закреплена на пальце 4 пассивного захвата и с помощью узла 10 фиксации крепится к образцу 3. Телескопический демпфирующий узел 11 од-юtN3 VI>&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 601 N 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4636446/28 (22) 12.0 1.89 (46) 23.02.92. Бюл. N. 7 (71) Институт проблем прочности АН УССР (72) И. С. Пиняк, А. В. Наумов и В, М. Морозов (53) 620.178(088.8) (56) Трощенко В. Т., Покровский В. В„Кап, луненко В.Г. Влияние размеров образцов на характеристики циклической трещиностойкости теплоустойчивых сталей. Сообщение 1.

"Проблемы прочности", 1986, N. 4., с. 3-9,. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к установкам для определения характеристик трещиностойкости материалов. Цель изобретения— повышение точности регистрации парамет„„5Q„„1714427 А1 ров испытаний за счет гашения колебаний при циклических испытаниях, Установка содержит нагружающее устройство, включающее привод нагружения, тяги 1, активный и пассивный 2 захваты, взаимодействие с исследуемым образцом 3 с помощью пальцев 4. Датчик 5 раскрытия трещины (PT) у ее вершины своими иглами -размещен в канавках, выполненных с двух сторон на поверхности образца 3, и удерживается в них за счет сил упругого деформирования его щупов. Датчик.5 РТ у ее вершины электрически соединен с регистрирующим прибором 6, а его корпус размещен в направляющем элементе 7, который Жестко: соединен с упругим элементом 8 и опорой

9, Последняя шарнирно закреплена на пальце 4 пассивного захвата и с помощью узла 10 фиксации крепится к образцу 3, Телескопический демпфирующий узел 11 од1714427

40 ним концом соединен подвижно с тягой 1 пассивного захвата 2, а другим — с опорой 9, Выставляют иглы щупов датчика 5 PT в вершину исходной трещины, нагружают образец

3, перемещают вручную с помощью микрометрического винта датчик 5 PT. Осуществляют гашение колебаний, регистрацию величины PT у ее вершины. При работе с

Изобретение относится к механическим испытаниям конструкционных материалов и может быть использовано для определения характеристик трещиностойкости, а именно раскрытия трещины (PT) в образце при циклических испытаниях конструкционных материалов при растяжении.

Известна установка для определения раскрытия берегов трещины, содержащая нагружающее устройство, датчик раскрытия берегов трещины и регистрирующую аппаратуру.

Принцип измерения заключается в том, что щупы датчика размещают на берегах трещины исследуемого образца, нагружают образец, регистрируют сигналы датчика, по которым определяют раскрытие берегов трещины.

Недостаток установки — недостаточная точность регистрации параметров испытаний. обусловленная влиянием на результаты испытаний колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика.

Известна установка для определения

PT по линии действия силы, содержащая нагружающее устройство, датчик раскрытия трещины по линии действия силь| и регистрирующую аппаратуру. Принцип измерения заключается в том, что щупы датчика размещают на образце по линии действия силы, нагружают образец, регистрируют сигналы датчика, по которым определяют раскрытие трещины по линии действия силы, Недостаток установки вЂ, недостаточнаяточность регистрации параметров испытаний, обусловленная влиянием на результаты испытаний колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для определения харак. теристик трещиностойкости материалов, содержащая нагружающее устройство, включающее привод нагружения, тяги, активный и пассивный захваты, взаимодействующие с исследуемым образцом с помощью пальцев, датчик PT у ее вершины и регистрирудатчиком PT по линии действия силы и датчиком раскрытия берегов трещины заменяют направляющий 7 элемент на поддерживающий элемент. При испытаниях в условиях климатических температур используется опора 9 с продольным сквозным пазом. 1 ил. ющую аппаратуру, Принцип измерения заключается в том, что иглы щупов датчика

PT у ее вершины размещают в лунках, выполненных на поверхности образца симметрично вершине исходной трещины, осуществляют перемещения щупов датчика по лункам в направлении роста трещины по мере ее движения в процессе нагружения образца и регистрацию сигналов датчика, по которым определяют PT у ее вершины.

Недостаток известной установки — недостаточная точность результатов испытаний, обусловленная влиянием на результаты испытаний колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика.

Цель изобретения — повышение точности регистрации параметров испытаний путем гашения колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика.

В установке для определения характеристик трещиностойкости материалов, содержащей устройство крепления корпуса датчика, нагружающее устройство, включающее привод нагружения, тяги, активный и пассивный захваты, предназначенные для соединения захватов с образцом, пальцы, датчик раскрытия трещины у ее вершины и регистрирующую аппаратуру. устройство крепления корпуса датчика выполнено в виде направляющего элемента, охватывающего корпус датчика и соединенного с упругим элементом, предназначенным для взаимодействия с торцом образца, опоры, одним концом жестко закрепленной на направляющей, а другим шарнирно — с пальцем пассивного захвата, и телескопического демпфирующего узла, одним концом соединенным подвижно с тягой пассивного захвата, а другим — с опорой, а установка снабжена узлом фиксации образца, закрепленным на опоре.

При расположении игл щупов датчика

PT у ее вершины в канавках на уровне вер45 шины исходной трещины, упругом закреплении корпуса датчика PT у ее вершины на образце, размещении корпуса датчика PT y

1714427 ее: вершины в направляющей, а затем нагружении образца и перемещении игл щупов датчика PT у ее вершины в направлении роста трещины по мере ее движения осуществляют гашение колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика PT у ее вершины и регистрацию величины PT у ее вершины.

Предлагаемая установка позволяет повысить точность измерения PT у ее верши-.

10 ны при циклических испытаниях конструкционных материалов при растяжении за счет гашения колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика PT у ее вершины. Корпус датчика РТ у ее вершины 15 за счет сил упругого деформирования его щупов удерживается в канавках. на образце и расположен в направляющей, которая через упругий элемент взаимодействует с тор20 цом образца, а через опору фиксируется на образце.

Корпус датчика PT у ее вершины через телескопический демпфирующий узел соединен подвижно с тягой пассивного захва- ° та. Такое закрепление корпуса датчика РТу ца 4. Датчик 5 PT у ее вершины своими иглами щупов установлен в канавках, выполненных на образце 3, и электрически соединен с регистрирующим прибором 6, включающим усилитель (8АНЧ-8Н) и вольтметр (В7-23). Устройство крепления корпуса датчика 5 PT у ее вершины включает направляющий элемент 7, охватывающий корпус датчика 5 PT у ее вершины, содер- 45 жащий на одном конце упругий элемент 8, предназначенный для взаимодействия с торцом образца 3, опору 9, одним концом жестко соединенную с направляющим элементом 7, подвижно — с пальцем 4 пассив- 50 ного захвата, причем на другом ее конце содержится узел 10 фиксации для крепления ее к исследуемому образцу 3. Телескопический демпфирующий узел 11 одним концом соединен подвижно с тягой 1 пас- 55 сивного захвата, а другим — с опорой 9.

Установка работает следующим образом. йглы щупов датчика 5 PT у ее вершины размещают в канавках, выполненных с двух ее вершины позволяет гасить колебания, вызванные инерцией массы корпуса датчика РТу ее вершины.

На чертеже изображена установка для определения характеристик трещиностой- 30 кости материалов.

Установка содержит нагружающее устройство, включающее привод нагружения (не показан), тяги 1, активный (не показан) и пассивный 2 захваты, взаимодействующие 35 с исследуемым образцом 3 с помощью пальсторон на поверхности образца 3, симметрйчно вершине исходной трещины. При этом корпус датчика 5 PT у ее вершины за счет сил упругого деформирования его щупов удерживается в канавках на образце 3..

Размещают корпус датчика 5 PT у ее вершины в направляющем элементе 7 устрой-, ства крепления корпуса датчика 5 РТ у ее вершины. Жестко присоединяют к направляющему элементу 7 упругий элемент 8 и опору 9. Опору 9 шарнирно закрепляют на пальце 4 пассивного захвата и с.помощью узла 10 фиксации крепят к образцу 3. Телескопйческий демпфирующий узел 11 одним концом соединяют подвижно с тягой 1 пассивного захвата 2, а другим — с опорой 9.

Выставляют иглы щупов датчика 5 PT в вершину исходной трещины. Нагружают образец 3. Перемещают вручную с помощью микрометрического винта иглы щупов датчика 5 PT у ее вершины по канавкам в направлении роста трещины по мере ее движения в процессе нагружения образца

3. Осуществляют гашение колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика 5

PT у ее вершины с помощью установки для определения характеристик циклической трещиностойкости материалов. Регистрируют величину PT у ее вершины с помощью регистрирующего прибора б.

При работе с датчиком PT по линии действия силы и датчиком раскрытия берегов трещины заменяют направляющий элемент

7 на поддерживающий (меньше габарита) элемент. Жестко соединяют его с опорой 9.

Поворачивают опору 9 на сторону крепления щупов датчиков РТ по линии действия силы ее берегов к образцу 3 и шарнирно закрепляют ее на пальце 4 пассивного захвата 2. С помощью узла 10 фиксации крепят опору 9 к образцу 3. Телескопический демпфирующий узел 11 одним концом соединяют подвижно с тягой 1 пассивного захвата 2, а другим — с опорой 9.

При этом щупы датчиков PT по линии действия силы и раскрытия берегов трещины. каждого в отдельности размещают на образце 3, а их корпуса — в поддерживающем элементе. Нагружают образец 3. Осуществляют гашение колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика PT по линии действия силы или датчика раскрытия .берегов трещины, и регистрацию PT по ли.нии действия силы или ее берегов с помощью регистрирующего прибора 6.

При испытаниях в условиях климатиче:ских температур используется опора 9 с продольным сквозным пазом, который позволяет перемещаться направляющему элементу 7 по опоре 9 с целью расположения

1714427

Составитель И. Пиняк

Техред М.Моргентэл

Корректор Н. Ревская

Редактор И, Шуллэ

Заказ 685 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушсквя нвб., 4/5

Производственно-издательский комбинвт "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 нв образце 3 контэктного холодильника и осуществления дальнейшего гашения колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика 5 РТ, и регистрации раскрытия трещины с помощью регистрирующего прибора 6. Кроме того, щупы датчика 5 РТ заменяют на другие (удлиненные).

Установка опробоввна при циклических испытаниях образцов, изготовленных из конструкционных материалов, Ст.ЗОЛ вЂ” несущей системы промтрвктора Т-330 и стали трактора Д9Н, при растяжении. Испытания проводят при комнатных и климатических температурах нэ частотах 10...40 Гц, асимметрии 0,1...0,5, нагрузках 10...30 кН. Определяют величины PT у ее вершины по линии действия силы и ее берегов. Точность регистрации раскрытия трещины йовышается в

2...3 раза.

По сравнении с известной предлагаемая установка позволяет повысить точность регистрации параметров испытаний ээ счет гашения колебаний, вызванных инерцией мэссы корпуса дэтчикэ, при циклических испытаниях.

Формула изобретения

Установка для определения хэрэктеристик трещиностойкости материалов, содержащая устройство,, крепления корпуса

5 датчика, нагружвющее устройство, включэющее привод нэгружения, тяги, активный и пассивный захваты, преднвзначенные для соединения захватов с образцом, пальцы. датчик раскрытия трещины и регистрирую10 щую эппэратуру, о т л и ч э ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регистрации параметров испытаний путем. гашения колебаний, вызввнных инерцией массы корпуса датчика, устройство крепления

15 корпуса двтчикэ выполнено в виде направляющего элемента, охватывающего корпус . дэтчикэ и соединенного с упругим элементом. предназначенным для взаимодействия с торцом образца, опоры, одним концом жестко .

20 закрепленной нв направляющей, э другим шарнирно — c пальцем пассивного захвата, и телескопического демпфирующего узла, одним концом соединенным подвижно с тягой пэссивного зэхввтв, э другим — с опорой. э

25 установка снабжена узлом фиксации обрэзцв, ээкрепленным на опоре.