Образец для высокотемпературных испытаний на прочность при нагреве электрическим током

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повышение эффективности при нагреве до температур свыше 3000 К за счет концентрации радиационного излучения захватных частей на рабочем участке. Рабочий участок 1 образца вместе с одним из переходных участков 6 и захватной частью расположен в прорези другой захватной части. Переходный участок второй части расположен в прорези первой захватной части. Ветви 2 и 3 повернуты относитепьно ветвей 4 и 5 на 90°. При нагреве рабочий участок греется не только за счет прямой теплопроводности от переходных участков к рабочему участку, но и за счет утилизации тепловой энергии, излучаемой боковыми поверхностями ветви, обращенными к боковым поверхностям рабочего участка, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (л)л 601 N 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕ(.(ИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873401/28 (22) 11.10.90 (46) 15.0S.92. Бюл. N 34 (71) Институт проблем прочности АН УССР (72) В.П.Кращенко и В.Е.Марченко (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 700803, кл. G 01 N 3/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 1667495, кл. G 01 N 3/18, 1989, (54) ОБРАЗЕЦДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРHblX ИСПЫТАНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ

НАГРЕВЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения — повышение эффективности при нагреве до,, S U „„1762175 А1 температур свыше 3000 К за счет концентрации радиационного излучения захватных частей на рабочем участке. Рабочий участок

1 образца вместе с одним из переходных участков 6 и захватной частью расположен в прорези другой захватной части. Переходный участок второй части расположен в прорези первой захватной части. Ветви 2 и 3 повернуты относительно ветвей 4 и 5 на 900.

При нагреве рабочий участок греется не только за счет прямой теплопроводности от переходных участков к рабочему участку, но и за счет утилизации тепловой энергии, излучаемой боковыми поверхностями ветви, обращенными к боковым поверхностям рабочего участка. 2 ил.

1762175

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к образцам для исследования прочности, преимущественно композиционных теплозащитных материалов при высоких температурах, Известен образец для высокотемпературных испытаний материалов на прочность при нагреве электрическим током, включающий стержень с располо>кенными на концах захватными головками. Стержень снабжен переходниками, расположенными между концевыми участками и головками, Нагрев образца осуществляется посредством пропускания через него электрического тока. Отрицательное качество этого образца заключается в недостаточной достоверности определяемых характеристик высокотемпературной прочности, вследствие неравномерного распределения температуры по длине образца при его нагреве пропусканием электрического тока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является образец для высокотемпературных испытаний на прочность при нагреве электрическим током, содержащий рабочий, захватные и переходные участки от рабочего к захватным, каждый захватный участок выполнен в виде пары стержней, оси которых параллельны оси рабочего участка и лежат в одной плоскости, а захватные и переходные участки предназначены для пропускания через них электрического тока.

Описанный образец позволяет получать достоверные результаты испытаний, поскольку в нем практически исключается прохождение электрического тока через рабочий участок. Однако процесс разогрева рабочего участка свыше 3000 К идет недостаточно интенсивно из-за большого рассеяния тепловой энергии с поверхностей захватных частей образца, сложно экранировать рабочий участок при необходимости проведения измерений параметров испытаний непосредственно с этого участка.

Целью изобретения является повышение эффективности при нагреве до температур свыше 3000 К за счет концентрации радиационного излучения захватных частей на рабочем участке.

Указанная цель достигается тем, что в образце для высокотемпературных испытаний на прочность при нагреве электрическим током, выполненном в виде рабочего участка, двух переходных участков и двух захватных частей, выполненных с осевыми прорезями с образованием двух параллельных ветвей в каждой захватной части, согласно изобретению одна из захватных частей с переходным участком и рабочий

55 участок расположены в прорези другой захватной части, переходной участок которой расположен в прорези первой, а ветви этих частей во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Описанный образец предназначен, прежде всего, для оценки влияния на прочность ряда факторов, присущих исходной структуре большинства композиционных теплозащитных материалов; различная укладка армирующих волокон, вариация ди- аметров волокон, неравномерное распределение связующего и волокон, наличие пор в матрице.

Предложенная конструкция образца позволяет повысить интенсивность нагрева за счет концентрации радиационного теплового излучения от захватных участков на рабочем участке. В этом случае рабочий участок греется не только за счет прямой теплопередачи от переходных участков к рабочему, но и за счет утилизации тепловой энергии, излучаемой боковыми поверхностями стержней, обращенных к боковым поверхностям рабочего участка.

Образец может быть выполнен как путем соединения отдельных элементов, например, для металла — сваркой, так и получен из цельного куска материала, При испытаниях каждый захватный участок подключают к собственному источнику тока. Отсутствие тока на рабочем участке позволяет исключить электропластические эффекты на этом участке, Рассгояние ме>кду поверхностями захватных участков и рабочего выбирается минимальным из условия исключения электрического пробоя указанного зазора, заполненного в процессе испытания инертным газом, На фиг.1 представлены аксонометрическое изобра>кение предлагаемого образца и схема его подключения к независимым источникам тока; на фиг.2 — виды образца в проекционной связи и разрезы.

Образец для высокотемпературных испытаний на прочность при нагреве электрическим током содер>кит рабочий участок 1, захватные участки, выполненные в виде пар стержней 2 и 3, 4 и 5, Переходные участки 6 и 7 предназначены для соединения захватных участков с рабочим участком 1. Последний охвачен по бокам стержнями 2, 3, 4 и 5 захватных участков, Плоскости, в которых лежат оси пар стержней противополо>кных захватных участков взаимно перпендикулярны, Стержни 2 и 3 первого захватного участка соединены между собой переходным участком7и подключены к независимому источнику тока 8. Стержни 4 и 5 второго

1762175 захватного участка соединены между собой переходным участком 6 и подключены ко второму независимому источнику тока 9. В качестве источников тока 8 и 9 использованы трансформаторы с гальванически развязанными обмотками.

Образец изготовлен как одно целое.

Стержни 2, 3 и 4, 5 захватных участков закрепляют в электрически изолированных зажимах испытательной машины (не показаны) и пропускают по участкам 2, 7 и 3, а также через участки 4, 6 и 5 электрический ток, при этом указанные группы участков образуют два нагревательных элемента. Рабочий участок 1 нагревается за счет прямой теплопередачи от переходных участков 6 и

7, а также за счет радиационного излучения от стержней 2; 3 и 4, 5. После достижения заданной температуры образец подвергают растяжению до разрушения, регистрируют диаграмму деформирования, по которой onределяют механические характеристики испытуемого материала, Формула изобретения

Образец для высокотемпературных ис5 пытаний на прочность при нагреве электрическим током, выполненный в виде рабочего участка, двух переходных участков и двух захватных частей, выполненных с осевыми прорезями с образованием двух параллель10 ных ветвей в каждой захватной части, о тл и ч а ю шийся тем. что, с целью повышения эффективности при нагреве до температур свыше 3000 К за счет концентрации радиационного излучения захватных частей

15 на рабочем участке, одна из захватных частей с переходным участком и рабочий участок расположены в прорези другой захватной части, переходный участок которой расположен в прорези первой, а ветви

20 этих частей расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях,