Способ испытаний мартенситного двигателя и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19у (1() (я)5 F 03 G 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО;СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4813487/06 (22) 10.04;90 (46) 07,03,93, Бюл, М 9 (71) Научно-производственный кооператив

Центр перспективных разработок "Катран" (72) А.В.Остапенко, С, С. Клементьев, К.М. Березин и А.В.Пурлац (56) Metton К.N„Meucier О. The effect of

opposing stress on shape menldty and

malfensltls reversion. — Scripta Metallusglca, 1978, ч, 12, р. 5 — 9. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ МАРТЕНСИТНОГО ДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроейию, а более конкретно к средствам контро. ля Мартенситных двигателей (МД), и может быть использовано чари испытаниях и/или исследованиях МД, например, при входном и выходном кЪнтроле либо при НИОКР по разработке новых МД.

Целью изобретения является повышение эффективности и расширение функциональных возможностей.

„Укаэанйая цель достигается тем, что в способе испытаний МД, включающем проведение серий перемещений выходного звена между крайними положениями за счет термоциклирования ТЧЭ, изменение нагрузки на выходное звено от серии к серии и измерение пйраметров ТЧЭ в каждой серии, в каждой серии дополнительно изме ряют нагрузку, неупругое перемещение и пластический недовозврат ТЧЭ, а за номинальную принимают определяемую по из(57) Использование: в машиностроении, в качестве средства контроля или испытания мертенситных двигателей преимущественно.с антифазной установкой термочувствительных элементов. Сущность изобретения: при проведении серий термоциклирования термочувствительных элементов с различной нагрузкой в каждой серии измеряют нагрузку Х, неупругое перемещение дн (Х ) и пластический недовозврат дп (Х ) термочувствительного элемента А и за номинальную принимают нагрузку, при которой двигатель совершает максимальную работу до первого отказа, которая определяется из соотношейия измеряемых параметров, как: A> = 0,25Xi . 5 ил. (х, меренным параметрам нагрузку, при которой МД совершает максимальную работу до первого отказа.

За величину работы совершаемой МД до первого отказа может быть принята величина работы, определяемая соотношением

А 0,25X((1) где Х вЂ” нагрузка в каждой из i-й серий испы,-". таний;

Bq (Х ) — неупругое перемещение ТЧЭ при i-й нагрузке;

1 дп (Xi) — пластический недовозврат ТЧЭ при i-й нагрузке.

В устройстве для испытаний МД, содержащем барабан с кинематической связью, выполненной с возможностью подключения к выходному звену МД, гибкую тягу, соединенную одним концом с барабаном, а другим с грузом,t и блок измерения угла поворота барабана. МД снабжен дополни1800100 тельной гибкой тягой с грузом на конце и опорной плоскостью, причем дополнительная тяга закреплена свободным концом на барабане в точке, диаметрально противоположной точке крепления первой тяги, а опорная плоскость расположена под грузами с воэможностью взаимодействия с последними, На фиг.1 схематично показан общий вид устройства для испытаний МД; на фиг.2 — 4— различные фазы испытаний МД; на фиг,5— нагрузочные характеристики исследованного МД, Исследуемый МД содержит два ТЧЭ 1 и

2, изготовленные из материала, проявляющего эффект памяти формы, которые снабжены средством пораздельного нагрева (не показано) и через стойки 3 связаны с выходным звеном 4, которое выполнено в виде пластинчатого руля подводного аппарата и установлено с возможностью поворота в бабитовых втчлках 5 челноков 6. Последние жестко закреплены на пластинчатом стабилизаторе 7.

Устройство содержит блок измерений угла поворота, который содержит соединенный с осью 8 руля 4 датчик 9 положения и измерительное цифровое устройство 10, нагружающее устройство, содержащее соединенный с осью 11 руля 4 нагруэочный барабан 12, который гибкими тягами 13 и 14 связан с грузами 15 и 16 соответственно, и опорную поверхность 17, .которая взаимодействует с грузами 15 и 16. Гибкие связи 13 и 14 в процессе работы могут образовывать провис 18 или 19.

Исследуемый МД работает следующим образом.

При поочередном пропускании электрического тока по ТЧЭ 1, 2 последние, восстанавливая исходную форму, сокращают длину и перекладывают руль 4 и растягивают дополнительно второй ТЧЭ, установленный в противофазе к первому.

Работа устройства при исследовании

МД с фиксированным средним положением поясняется на фиг.2-4, Фиксированность среднего положения заключается в самопроизвольном возврате выходного звена 4 в среднее между крайними положение при снятии нагрева с ТЧЗ 1,2, Перед испытаниями длина тяг регулируется таким образом, что в среднем положении звена 4 оба груза

15, 16 взаимодействуют с поверхностью 17 (фиг.3), При отклонении звена 4 в любую из сторон поворачивается барабан 12, что приводит к образованию провиса 18 или 19 на одной из тяг 13 или 14, и к подъему груза 15 или 16 с поверхности 17 (фиг.2 и 4), Подъем груза приводит к появлению момента со50

Формула изобретения

1, Способ испытаний мартенситного двигателя. включающий проведение серий перемещений выходного звена между крайними положениями за счет термоциклирования термочувствительных элементов, изменение нагрузки выходного вала от серии к серии.и измерение параметров термочувствительных элементов в каждой серии, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем определепротивления, равного произведению массы груза 15 или 16 на плечо момента. Изменяя величину груза, изменяют величину момента, действующего на звено 4. При испытаниях величина нагрузки задается, а блок 10 регистрирует неупругое перемещение и пластический недовозврат звена 4. По этим результатам вычисляется работа эа цикл, а с учетом ресурса МД определяется работа совершаемая до наработки на отказ. Однако совсем не обязательно доводить МД до отказа на каждом из нагрузочных режимов.

Ниже показана методика, позволяющая определить работу МД при наработке на отказ, не доводя его до разрушения или отказа.

По полученным результатам строятся нагрузочные характеристики МД (фиг.5).

Работа, совершаемая МД при наработке на отказ, будет равна

20 А=А„ (2) где А1 — работа совершаемая за один цикл;

n — ресурс МД.

Нетрудно показать, что;

Ai = 0,5Xi (н (X() (3) и = 0,5 ††) (4) п (XI)

Подставив (3) и (4) в (2), получим выражение (1). Множитель 0,5 в выражениях (3) и (4) появляется в результате оптимизации.

Нагрузка, при которой МД совершает максимальную работу при наработке на отказ, выбирается номинальной. На этом нагрузочном режиме MÄ обеспечивает максимальную экономическую эффективность от своего использования.

На фиг.5 показаны нагрузочныз характеристики МД с удлинением 0,015, ТЧЭ которого были изготовлены из никелида. титана, легированного по разрезу замены н и кел я 17 меди.

Использование настоящего изобретения позволит получить положительный эффект за счет повышения эффективности контроля, расширения его функциональных

45 возможностей, увеличения информативности и возможности оптимизации параметров.

1В00100

А = 0,25Xi -- —

bn (Xt)

Фиг.1 ния номинальной нагрузки, в каждой серии дополнительно измеряют нагрузку, неупругое перемещение и пластический недовозврат термочувствительно о элемента, а за номинальную принимают определяемую по измеренным параметрам нагрузку при которой двигатель совершает максимальную работу до первого отказа.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что величину работы совершаемую двигателем Ао первого отказа определяют в соответствии с соотношением где X> — нагрузка в каждой из i серий испытаний; дн (Х ) — чеупругое перемещение термочувствительного элемента при нагрузке Х; дп (Xi) — пластический невозврат термочувствительного элемента при нагрузке Хь

3. Устройство для испытания мартенситного двигателя, содержащее барабан с

5 кинематической связью, выполненной с возможностью подключения к выходному звену мартенситного двигателя, гибкую тягу, соединенную одним концом с барабаном, э другим — с грузом, и блок измерения

10 угла поворота барабана, о т л и ч э ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, двигатель снабжен дополнительной гибкой тягой с грузом на конце и опорной плоскостью, причем допол15 нительная тяга закреплена свободным концом на барабане в точке диаметрально противоположной точке крепления первой тяги, а опорная плоскость расположена под грузами с возможностью взаимодействия с

20 последними.

Составитель А. Остапенко

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор С. ПекарьЗа 1148 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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