Устройство для испытания плоских облученных образцов на релаксацию напряжения при изгибе



Устройство для испытания плоских облученных образцов на релаксацию напряжения при изгибе

 


Владельцы патента RU 2489700:

Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" (RU)

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании на релаксацию напряжения облученных металлических образцов при четырехточечном изгибе. Устройство содержит неподвижное жесткое основание с несколькими парами нагружающих опор, жестко связанную с основанием крышку, несколько подвижных элементов, образующих пары нагружающих опор, имеющих возможность поступательного перемещения относительно основания и крышки и оснащенных проходящими через крышку наконечниками для связи с системой перемещения и измерения силы. Причем на основании размещены наружные опоры, а внутренние опоры - на подвижных элементах. Технический результат: увеличение надежности устройства, производительности испытания и достоверности получаемых релаксационных зависимостей. 1 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании на релаксацию напряжения облученных металлических образцов при четырехточечном изгибе.

Известно устройство для испытания плоских образцов на релаксацию напряжения при четырехточечном изгибе, включающее жесткое основание с четырьмя неподвижными нагружающими опорами и расположенный между ними образец [Kenfield Т.A., Busboom H.J. and Appleby W.K. In-reactor stress relaxation in bending of 20% cold-worked 316 stainless steel // J. Nucl. Mater., 1977. V.65. p.238-243.] Устройство предназначено для одноразового испытания изогнутого образца при нагреве и одновременном воздействии других факторов, к примеру, радиационного излучения. После испытания образец вынимают из устройства и измеряют остаточный прогиб образца, по которому определяют релаксирующее напряжение.

Недостатками устройства являются большая (10-20%) погрешность определения релаксирующего напряжения, необходимость в испытании большого количества образцов для построения одной релаксационной зависимости с заданным начальным напряжением.

Известно устройство (Патент РФ №2349894 на изобретение «Устройство для испытания плоских образцов на релаксацию напряжения при изгибе». БИ, 2009. №8) для испытания плоских образцов на релаксацию напряжения при изгибе по четырехточечной схеме нагружения, содержащее основание, подвижную крышку, по две пары опор на основании и крышке, между которыми располагают плоский образец. Основание имеет полуцилиндрические концевые элементы, крышка - концевые элементы треугольного профиля. В состав устройства входят также фиксаторы, в круглом отверстии которых выполнено локальное углубление. Устройство предназначено для испытания нагруженного образца при прижатой крышке к основанию с нагревом и одновременным воздействием других факторов, к примеру, радиационного излучения. Периодически испытание прерывается, крышка поднимается над основанием в пределах локального углубления в фиксаторе и вновь перемещается к основанию с измерением зависимости силы от величины перемещения. По точке перегиба указанной зависимости определяют релаксирующее напряжение.

Недостатками устройства являются:

- сложность эксплуатации в защитных камерах при периодических дистанционных измерениях релаксарующего напряжения облученных образцов;

- постепенное истирание фиксаторов и концевых элементов при измерительных операциях, что приводит к неполному прижатию крышки к основанию при испытании, снижению достоверности релаксационных зависимостей;

- возможность испытания только одного образца и получения одной релаксационной зависимости при заданном начальном напряжении, что ограничивает производительность испытаний.

Задачей данного технического решения является увеличение надежности устройства, производительности испытания и достоверности получаемых релаксационных зависимостей.

Вышеуказанная задача достигается тем, что устройство для испытания плоских облучаемых образцов на релаксацию напряжения при изгибе содержит основание с несколькими парами нагружающих опор, жестко связанную с основанием крышку, несколько подвижных элементов, образующих пары нагружающих опор, имеющих возможность поступательного перемещения относительно основания и крышки и оснащенных проходящими через крышку наконечниками для связи с системой перемещения и измерения силы, причем на основании размещены наружные опоры, а внутренние опоры - на подвижных элементах.

Описанное устройство позволяет определять редактирующее напряжение с погрешностью ±(1÷3)% благодаря тому, что оно рассчитывается по результатам измерения силы Р, а не по остаточному изгибу. Такая погрешность сохраняется при построении всей релаксационной зависимости из-за отсутствия в устройстве истирающихся элементов. Достоверность построения указанной зависимости увеличивается по сравнению с другими устройствами. Кроме того, одновременное испытание нескольких образцов позволяет получить в одном эксперименте серию релаксационных зависимостей для разных начальных напряжений и увеличить производительность испытаний. Конструкция устройства существенно упрощает измерительные операции, что важно при их дистанционном выполнении на облученных образцах в защитной камере

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, рассчитанное на одновременное испытание четырех образцов, где:

1 - система перемещения с шаговым двигателем;

2 - пара винт-гайка;

3 - датчик силы;

4 - нагружающая тяга;

5 - подвижные элементы с внутренними опорами и наконечником;

6 - крышка;

7 - образцы;

8 - основание с наружными опорами;

9 - стяжные болты.

Устройство работает следующим образом. Образцы разной толщины помещают между соответствующими наружными опорами в основании. Крышка крепится к основанию постепенным ввинчиванием пяти болтов. При этом подвижные элементы прижимаются к крышке изгибающимися образцами, в которых создается разное начальное напряжение. Устройство в таком виде помещают в реактор для облучения при определенной температуре. Перед испытанием и периодически между стадиями испытания устройство помещают в защитную камеру для измерения начального напряжения и релаксации напряжения в каждом образце при температуре 20°С. Для этого поочередно к наконечнику каждого подвижного элемента прикладывают продольную силу, нарастающую по мере увеличения подаваемых на шаговый двигатель импульсов. Пока прикладываемая сила меньше силового воздействия образца на две внутренние опоры, подвижный элемент не перемещается. Перемещение начинается с момента, когда указанные силы равны, после чего наклон зависимости прикладываемой силы от числа импульсов резко уменьшается из-за увеличения суммарной податливости цепочки нагружения. По значению прикладываемой силы Р в указанный момент определяют начальное и релаксирующее напряжение в образце:

σ = 3aP bh 2 ,

где а - расстояние между ближайшими наружной и внутренней опорами, b и h - ширина и толщина образца соответственно.

Протяженность второго участка зависимости прикладываемой силы от числа импульсов с малым наклоном не должна быть больше предельной, при которой напряжение в образце становится равным пределу текучести σт. По этому критерию предельное увеличение силы после снижения наклона, ΔР, определяют по формуле:

ΔP=σт·bh2/(3a).

После завершения измерительной операции силу, прикладываемую к подвижному элементу каждого образца, снимают и устройство готово для проведения следующей стадии испытания.

Устройство для испытания плоских образцов на релаксацию напряжения при изгибе, содержащее неподвижное жесткое основание с несколькими парами нагружающих опор, жестко связанную с основанием крышку, несколько подвижных элементов, образующих пары нагружающих опор, имеющих возможность поступательного перемещения относительно основания и крышки и оснащенных проходящими через крышку наконечниками для связи с системой перемещения и измерения силы, причем на основании размещены наружные опоры, а внутренние опоры - на подвижных элементах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании на релаксацию напряжения металлических образцов при изгибе. .

Изобретение относится к области определения механических свойств материалов путем приложения заданных нагрузок. .

Изобретение относится к технике испытаний конструкций на динамические воздействия. .

Изобретение относится к механическим нагрузочным устройствам и может быть использовано для нагружения поверхностей образцов чистым изгибом и определения полей деформаций и напряжений в экспериментальных исследованиях лабораторных макетов и натурных объектов.

Изобретение относится к способу определения механических характеристик материалов, в частности к способам определения модуля упругости, предельной прочности, предельной деформации стержней из полимерных композиционных материалов, и устройству для его реализации.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность и может быть использовано для испытаний элементов конструкций шахтной крепи, трубопроводов, несущих элементов зданий и сооружений.

Изобретение относится к машинам для испытания на усталость и может быть использовано для получения механических характеристик материалов. .

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в стандартных испытательных машинах для испытания металлических образцов на сжатие без потери устойчивости

Изобретение относится к механическим испытаниям газотермических покрытий, а более точно касается определения остаточных напряжений в покрытии и энергии, необходимой для их высвобождения. Сущность: осуществляют нагружение образца с газотермическим покрытием, расположенного на опорах покрытием вниз, статической нагрузкой по 4-точечной схеме. Нагружение образца осуществляют плавно до величины нагрузки, не превышающей предел упругости материала покрытия, последовательно разгружают до значения деформации растяжения, равной нулю, при этом измеряют остаточное усилие, продолжают разгружение до получения значения усилия, равного нулю, и измеряют остаточную деформацию сжатия. По полученному деформационному гистерезису рассчитывают остаточные напряжения в покрытии и его энергетические характеристики, включающие: энергию высвобождения внутренних напряжений (Дж); энергию, необходимую для полной релаксации остаточных напряжений (Дж); плотность энергии, необходимой для полной релаксации остаточных напряжений (Дж/м3). Технический результат: получение комплекса механических характеристик газотермического покрытия, которые позволяют контролировать его качество и создавать совершенный технологический процесс его получения. 3 ил.

Изобретение относится к технике измерений параметров кабелей и может быть использовано для измерения жесткости оптических кабелей с высокой прочностью на разрыв при низких температурах. Сущность: один конец образца оптического кабеля закрепляют на платформе с помощью первого зажима, а второй конец образца оптического кабеля отгибают от его оси на угол θ>45° и закрепляют на платформе с помощью второго зажима, после чего платформу с закрепленным на ней образцом кабеля помещают в климатическую камеру, устанавливают в ней заданную температуру, при которой измеряют радиус изгиба оптического кабеля на выходе из первого зажима. Предварительно, для одних и тех же значений угла θ и расстояния 1, при нормальной температуре выполняют измерения относительных радиусов изгиба на выходе из первого зажима R0 и R1 для двух образцов оптического кабеля, для которых значения жесткости при нормальной температуре В0 и В1 известны и отличаются друг от друга, после чего для тех же значений угла θ и расстояния 1 выполняют измерения относительного радиуса изгиба на выходе из первого зажима испытуемого образца оптического кабеля Rx при заданной низкой температуре. Относительный радиус изгиба определяют как отношение радиуса изгиба оптического кабеля на выходе из зажима к радиусу оптического кабеля, а жесткость испытуемого образца оптического кабеля при заданной низкой температуре Вx определяют по зависимости. Технический результат: расширение области применения и снижение затрат. 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд для испытания образцов материалов при многоточечном изгибе содержит раму, опорный элемент в виде трубы, направляющие, установленные на внутренней поверхности трубы, разъемные фиксаторы направляющих на трубе, нагружатели в виде гидроцилиндра с плунжером, установленные на каждой направляющей, и захваты, размещенные по длине образца и связанные с соответствующими нагружателями. Стенд снабжен дополнительными нагружателями в виде гидроцилиндра с плунжерами. Нагружатели попарно расположены на направляющих. На плунжерах нагружателей вдоль их оси закреплены зубчатые рейки. Захваты выполнены в виде зубчатых колес, расположены между рейками пар нагружателей и кинематически связаны с ними. Технический результат − обеспечение испытаний при многоточечном изгибе в разных плоскостях, а также при многоточечном кручении и совместно при многоточечном кручении и изгибе с независимым изменением направлений изгиба и кручения участков образца в ходе испытаний. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, опорный элемент в виде трубы, нагружатели, установленные на внутренней поверхности трубы, разъемные фиксаторы нагружателей на трубе и захваты, размещенные по длине образца и связанные с соответствующими нагружателями. Стенд дополнительно снабжен ударным механизмом, выполненным в виде электромагнитной катушки, якоря, взаимодействующего с катушкой, упругого элемента для возврата катушки в исходное положение, толкателя, соединенного с якорем, и ударника, закрепленного на толкателе с возможностью взаимодействия с поверхностью трубы. На трубе установлены торцевые заглушки, а труба заполнена наполнителем. Технический результат: приближение условий испытаний к реальным условиям работы длинномерных изделий путем обеспечения испытаний при нагружении длинномерного образца не только многоточечным статическим изгибом в разных направлениях, но и ударными радиальными или линейными волнами в одном или во встречных направлениях с изменением ориентации волн относительно радиальных направлений образца при распространении волн через реальную среду наполнителя. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к области метрологии, а именно к средствам получения чистого изгиба эталонной балки для испытаний тензодатчиков. Устройство содержит станину, установленную в ней эталонную балку с системой измерения деформаций, систему нагружения балки с контактными роликами и движителем. Станина выполнена в виде стойки с закрепленной на ней горизонтальной распорной балкой, по концам которой установлены цилиндрические шарниры, служащие осями подвеса двух вертикально расположенных симметричных рычагов, нижние концы рычагов шарнирно соединены посредством противоположно направленных соосных тяг с общим для них дифференциальным «плавающим» движителем. В верхней части каждого рычага попарно сверху и снизу от эталонной балки установлены четыре опорных ролика. Между роликами и эталонной балкой, также сверху и снизу, размещены «подушки» в виде плоских пластин с полуцилиндрическими выступами на противоположных краях, контактирующих с эталонной балкой непосредственно по образующим цилиндрических поверхностей этих выступов, а точки контакта опорных роликов с плоскими сторонами пластин-«подушек» попарно находятся на соответствующих нормалях к плоской поверхности пластин-«подушек». Технический результат: получение чистого изгиба балки с повышенной степенью точности достижения необходимой относительной деформации, снижение прилагаемых усилий для получения необходимой деформации, а также уменьшение габаритов и массы стенда. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области испытаний строительных материалов и конструкций, а именно к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Устройство для контроля прочности железобетонных конструкций включает силовую раму из штанг и закрепленных на ней с помощью гаек ригелей, траверсу с центрирующими опорами, гидравлический домкрат. Устройство также содержит дополнительный ригель, дополнительную траверсу, грузовую консоль с уровнем и страховочные рейки, прикрепленные к неподвижным ригелям. При этом дополнительный ригель расположен между неподвижными верхним и нижним ригелями с возможностью перемещения при малых усилиях посредством гаек и упорных подшипников, расположенных между верхней гайкой и ригелем, а при больших - с помощью установленного на нем домкрата, причем один конец грузовой консоли расположен между траверсами, а второй - оснащен грузовой платформой. Причем для испытания балок на поперечный изгиб один образец укладывается на нижний ригель, а второй - на верхнюю траверсу с опорой на дополнительный ригель через центрирующие опоры, расположенные с расчетным эксцентриситетом. Техническим результатом является получение достоверных результатов при проведении испытаний образцов на поперечный изгиб или продольное сжатие при различных схемах нагружения как при длительных, так и кратковременных, в том числе и при длительных испытаниях на ползучесть. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для испытания образцов материалов на изгиб. Установка содержит основание, установленную на нем поворотную платформу, захват образца, закрепленный на платформе, два центробежных груза, предназначенные для закрепления на концах образца, привод вращения платформы, включающий вал с приводом вращения, пару катков, установленных с эксцентриситетом по разные стороны от оси вращения платформы и предназначенных для фрикционного взаимодействия с ней, один из которых установлен на валу. Установка дополнительно снабжена вторым валом, установленных соосно первому валу, и приводом вращения второго вала, при этом второй каток установлен на втором валу. Технический результат: расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения испытаний как при знакопеременном изгибе в двух плоскостях, так и при знакопеременном изгибе в одной плоскости и знакопостоянном изгибе во второй плоскости, а также при круговом изгибе и круговом изгибе с растяжением. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к механическим испытаниям материалов, в частности к способам испытания строительных конструкций, и может быть использовано для испытания балочных конструкций на изгиб. Сущность: на образец прикладывают регулируемую циклическую нагрузку и по скорости нагружения или скорости разгружения, и по ее величине, выбранные параметры нагрузки выдерживают на заданном промежутке времени. Диапазон и место приложения нагрузок регулируют устройством нагружения и силовым устройством, а прочностные и деформационные параметры испытываемой конструкции измеряют в заданном интервале времени. Установка содержит закрепленные в силовом полу опоры для размещения испытываемого образца, устройство нагружения с силовым устройством. Устройство нагружения выполняют в виде, по меньшей мере, одного рычага, а силовое устройство выполняют в виде грузовой емкости, которую размещают на каждом рычаге устройства нагружения и выполняют с возможностью заполнения ее жидкостью. Технический результат: возможность оценить прочностные и эксплуатационные параметры изгибаемых строительных конструкций в реальных режимах изменения нагрузок при эксплуатации после полной и частичной разгрузки. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит основание, установленные на нем соосно торцевые и центральный захваты с общей осью вращения и отверстиями для образца, привод вращения торцевых захватов, толкатель, одним концом связанный с центральным захватом, и нагружатель, соединенный с другим концом толкателя. Отверстия в захватах имеют некруглое сечение и выполнены в соответствии с сечением образца. Технический результат: увеличение объема информации путем проведение испытаний при одноцикловом и двухцикловом нагружении изгибом с постоянным соотношением усилий в продольных сечениях образца. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх