Устройство для испытания образца на трещиностойкость

 

Область использования: в испытательной технике, при испытаниях на трещиностойкость внутри замкнутых объемов. Сущность: устройство содержит тягу и шток и пару поворотных пальцев. Шток имеет со стороны образца коническое завершение, которое взаимодействует с пальцами и через последние воздействует на образец. Устройство предполагает дистанционное изменение нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к области испытаний материалов на прочность, а именно к испытаниям на циклическую трещиностойкость при высоких температурах, и может быть применено при испытаниях внутри атомного реактора и других закрытых сосудах.

Известно устройство для нагружения образца, которое включает в себя две тяги, каждая из которых выполнена с возможностью соединения одного конца с образцом путем размещения в каждом отверстии образца штыря. Один штырь установлен в отверстии, выполненном в тяге, которая снабжена винтовой парой и имеет осевое отверстие, перпендикулярное отверстию под штырь. Второй штырь контактирует с торцом другой тяги, выполненной в виде штока, размещенного в отверстии винта, торец которого контактирует с глухим торцом гайки (а.с. СССР N 773476, G 01 3/18, 1979).

Это устройство не может дистанционно изменять величину нагрузки на образец в герметично закрытом сосуде, например атомном реакторе.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является устройство для испытания образца на трещиностойкость, содержащее соосные тягу, нагружающий шток и связанное с последним средство для создания начальной нагрузки в виде винтовой пары.

При использовании этого устройства ось образца перпендикулярна оси нагружающего элемента-штока, вследствие чего подобную конструкцию нельзя применять для размещения в канале или пространстве, имеющем небольшие поперечные размеры.

В предложенном устройстве для испытаний образца на трещиностойкость, содержащем соосную тягу, нагружающий шток и связанное с последним средство для создания начальной нагрузки в виде винтовой пары, дополнительно содержится два поворотных пальца, нагружающий шток выполнен в виде стержня с нагревательным элементом и конусным наконечником со стороны образца, оси пальцев перпендикулярны оси штока, а их боковые поверхности предназначены для взаимодействия с образцом и боковой поверхностью наконечника.

Использование нагружающего элемента конусным наконечником позволяет размещать образец соосно с нагружающим элементом и тем самым дает возможность применять образец большой длины, например типа двухконсольной балки (ДКБ), не увеличивая при этом поперечное сечение устройства для нагружения образца. Кроме того, нагружение образца клином дает возможность увеличить поперечную нагрузку сил на образец за счет уменьшения угла клина.

Предлагаемое устройство представлено на чертеже.

Устройство состоит из тяги 1, нагружающего штока 2, снабженного нагревательным элементом 3 и теплоизолирующим кожухом 4. Нагружающий элемент выполнен с конусным наконечником 4, упирается в поворотные пальцы 7, шарнирно соединяющие тягу с образцом 8.

Работает устройство следующим образом.

За счет винтовой пары (ее затяжки) задают исходную нагрузку на образец. Последующий нагрев штока с помощью спирального нагревателя приводит к тепловому удлинению штока и через наконечник к увеличению поперечной нагрузки на образец. Величину нагрузки определяют, например, с помощью тензорезисторов, наклеенных на тягах.

С помощью приборов (на чертеже не изображены), находящихся вне сосуда, можно задавать нагрузку на образец в необходимых пределах, в частности, по заданной программе.

Устройство для нагружения образца может применяться для дистанционного изменения величины нагружения образца в герметично закрытых установках, сосудах, например в атомных реакторах, в тех случаях, когда устройство должно быть размещено в пространстве, имеющем небольшие поперечные размеры, а также для обеспечения возможности увеличения нагрузки на образец.

Формула изобретения

Устройство для испытания образца на трещиностойкость, содержащее соосные тягу, нагружающий шток и связанное с последним средство для создания начальной нагрузки в виде винтовой пары, отличающееся тем, что оно снабжено двумя поворотными пальцами, нагружающий шток выполнен в виде стержня с нагревательным элементом и конусным наконечником со стороны образца, оси пальцев перпендикулярны оси штока, а их боковые поверхности предназначены для взаимодействия с образцом и боковой поверхностью наконечника.

РИСУНКИ

Рисунок 1