Способ определения предела выносливости материала при растяжении-сжатии

Авторы патента:

Мозгунова Анна Ивановна (RU)

Казанкина Елена Николаевна (RU)

Манукян Дмитрий Сергеевич (RU)

Матлин Михаил Маркович (RU)

Казанкин Владимир Андреевич (RU)

G01N3/32 - путем приложения повторяющихся или пульсирующих усилий (создание таких усилий вообще, - см. такие классы, как B06,G10 )

Владельцы патента RU 2599069:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения предела выносливости материала. Сущность: измеряют радиусы кривизны поверхности испытуемого материала в сечениях двумя плоскостями главных кривизн и радиус сферического индентора, по которым определяют приведенный радиус кривизны. Используя две различные нагрузки в диапазоне, соответствующем измерению твердости, внедряют сферический индентор в испытуемый материал и измеряют глубины двух полученных остаточных отпечатков. Определяют контактную жесткость испытуемого материала. Определяют предельную равномерную деформацию при статическом растяжении образца из испытуемого материала, по которой определяют предел выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии по зависимости. Технический результат: создание нового способа определения предела выносливости материала при растяжении-сжатии без разрушения материала деталей. 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения предела выносливости материала.

Известен способ определения предела выносливости материала для симметричного цикла нагружения (патент №2416086, заявлен 29.12.2009 г., опубликован 10.04.2011 г.), заключающийся в том, что нагружение образца исследуемого материала осуществляют растяжением с постоянной скоростью деформирования и измеряют время развития упругой деформации и время до физического разрушения образца, а также определяют предел прочности образца, а о пределе выносливости судят с учетом максимальной величины нагрузки, отличающийся тем, что нагружение образца исследуемого материала осуществляют растяжением после предварительного однократного разгружения с величины нагрузки, равной полусумме (σ_Т+σ_В)/2 предела текучести материала (σ_Т) и предела прочности материала (σ_В) до нулевого значения, измеряют время повторного нагружения до напряжения (σ_T+σ_B)/2 и время до физического разрушения образца, а о пределе выносливости судят по соотношению σ_-1=ty/tp σу,

где σ_-1 - предел выносливости материала для симметричного цикла нагружения;

ty - время развития упругой деформации;

tp - время до физического разрушения образца при повторном нагружении;

σу - напряжение развития упругой деформации при повторном нагружении, равное (σ_Т+σ_В)/2.

Недостатком этого способа является, во-первых то, что полученные значения σ_-1 являются пределом выносливости материала образца только при его изгибе; этот способ не позволяет определить предел выносливости материала образца при его растяжении-сжатии, а значения пределов выносливости при различных видах нагружения существенно отличаются. Во-вторых способ предусматривает испытание материала образца на статическое растяжение с определением основных характеристик статической прочности (σ_Т и σ_В) и времени развития деформации. Такое положение существенно усложняет технологию определения σ_-1 и увеличивает время его определения, поскольку требует производить вырезку образцов из испытуемого материала или изделия, что, очевидно, приводит к частичному или полному разрушению этого изделия. Таким образом, этот способ не позволяет оперативно и без разрушения производить определение предела выносливости материала.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения предела контактной выносливости материала (патент №2123175 М. Кл. G01N 3/00, 3/32, 3/48, заявл. 25.06.1996, опубл. 10.12.1998, бюл. №34), заключающийся в том, что испытуемый материал нагружают посредством сферического индентора радиусом R, после снятия нагрузки Ρ измеряют параметры отпечатка и определяют предел контактной выносливости испытуемого материала, при этом предварительно измеряют радиусы кривизны поверхности испытуемого материала в сечениях двумя плоскостями главных кривизн и радиус сферического индентора, по которым определяют приведенный радиус кривизны R_пр, используя две различные нагрузки в диапазоне, соответствующем измерению твердости, внедряют сферический индентор в испытуемый материал и измеряют глубины двух полученных остаточных отпечатков, определяют коэффициент пластической нормальной контактной податливости испытуемого материала

по которому определяют предел контактной выносливости испытуемого материала по следующей зависимости

где σ_R - предел контактной выносливости испытуемого материала;

i - коэффициент пластической нормальной контактной податливости испытуемого материала;

R_пр - приведенный радиус кривизны в контакте индентора с поверхностью испытуемого материала;

P₁ и Р₂ - нагрузки на индентор;

h₁ и h₂ - глубины остаточных отпечатков, отвечающие нагрузкам P₁ и Р₂;

a, b - коэффициенты контактной прочности, зависящие от химического состава испытуемого материала и схемы нагружения его поверхности при эксплуатации.

Недостатком этого способа является то, что он полностью теряет свою достоверность в тех случаях, когда необходимо определить предел выносливости материала при растяжении-сжатии поскольку предназначен только для определения предела контактной выносливости материала.

Таким образом, известные способы имеют низкий технический уровень, поскольку не позволяют определять предел выносливости материала при растяжении-сжатии. Следует подчеркнуть, что числовые значения пределов выносливости материала при растяжении-сжатии, изгибе или контактном нагружении значительно отличаются друг от друга.

В этой связи важнейшей задачей является создание нового способа определения предела выносливости материала при растяжении-сжатии, который позволял бы оперативно и без разрушения производить определение предела выносливости материала при растяжении-сжатии.

Техническим результатом заявленного способа является создание нового способа определения предела выносливости материала при растяжении-сжатии, который позволяет оперативно и без разрушения производить определение предела выносливости материала при растяжении-сжатии.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения предела выносливости материала, заключающийся в том, что измеряют радиусы кривизны поверхности испытуемого материала в сечениях двумя плоскостями главных кривизн и радиус сферического индентора, по которым определяют приведенный радиус кривизны R_пр, используя две различные нагрузки Ρ в диапазоне, соответствующем измерению твердости, внедряют сферический индентор в испытуемый материал и измеряют глубины h двух полученных остаточных отпечатков, при этом определяют контактную жесткость испытуемого материала

определяют предельную равномерную деформацию ε_р при статическом растяжении образца из испытуемого материала

по которой определяют предел выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии по следующей зависимости

где с - контактная жесткость испытуемого материала (Н/мм);

P₁ и P₂ - нагрузки на индентор (Н);

h₁ и h₂ - глубины остаточных отпечатков (мм), отвечающие нагрузкам P₁ и P₂;

σ_-1,р - предел выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии (Н/мм²);

R_пр - приведенный радиус кривизны (мм) в контакте индентора с поверхностью испытуемого материала;

m, n - коэффициенты предела выносливости при растяжении-сжатии, зависящие от химического состава испытуемого материала.

Существенным отличием предлагаемого способа является то, что определяют контактную жесткость испытуемого материала. Это позволяет неразрушающим способом оценить пластические свойства испытуемого материала, от которых зависит способность материала сопротивляться пластическим деформациям и разрушению как при статическом нагружении, так и при переменных во времени нагрузках.

Существенным отличием является и то, что с учетом контактной жесткости и приведенного радиуса кривизны R_пр в контакте индентора с поверхностью испытуемого материала определяют предельную равномерную деформацию ε_р при статическом растяжении образца из испытуемого материала. Это позволяет также неразрушающим способом получить значение характеристики испытуемого материала - ε_р, которая позволяет количественно оценить склонность материала к разрушению, поскольку за пределами предельной равномерной деформации наблюдается наиболее интенсивный рост количества и размеров микродефектов в материале.

Существенным отличием способа является предложение при определении предела выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии учитывать коэффициенты шип, что позволяет повысить точность определения предела выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии, поскольку его значение зависит от химического состава материала.

Совокупность отличительных признаков предлагаемого способа и новые взаимосвязи, установленные авторами между ними, позволили предложить новые зависимости для определения предельной равномерной деформации при статическом растяжении образца из испытуемого материала и предела выносливости при растяжении-сжатии. Последняя зависимость в новой форме устанавливает взаимосвязи между всеми существенными параметрами, определяющими величину предела выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии: контактной жесткостью испытуемого материала (она входит вместе с приведенным радиусом кривизны в зависимость, определяющую предельную равномерную деформацию), предельной равномерной деформацией ε_р при статическом растяжении образца из испытуемого материала, коэффициентами m и n предела выносливости при растяжении-сжатии, зависящие от химического состава испытуемого материала. Это позволяет определять предел выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии оперативно и без разрушения материала детали или изделия.

Способ определения предела выносливости материала при растяжении-сжатии реализуется следующим образом.

Измеряют радиусы кривизны поверхности испытуемого материала в сечениях двумя плоскостями главных кривизн и радиус R сферического индентора, по которым определяют приведенный радиус кривизны R_пр, (согласно, например, книге М.С. Дрозда, М.М. Матлина, Ю.И. Сидякина «Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации». - М.: Машиностроение, 1986. - 221 с. на стр. 41)

где А и В соответственно меньшая и большая из следующих двух сумм (см. книгу М.С. Дрозда, М.М. Матлина, Ю.И. Сидякина «Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации». - М.: Машиностроение, 1986. - 221 с. на стр. 32)

знаки "+" и "-" относятся соответственно к случаям контакта сферического индентора, ограниченного выпуклым контуром, с поверхностью испытуемого материала, сечение которой в данной плоскости кривизны ограничено выпуклым или вогнутым контуром;

R_1,1, R_2,1 - радиусы кривизны поверхности испытуемого материала в сечениях первой и второй плоскостями главных кривизн;

R - радиус сферического индентора;

n_p, n_σ - коэффициенты, зависящие от соотношения главных кривизн А/В и приведены в указанной выше книге М.С. Дрозда, М.М. Матлина, Ю.И. Сидякина «Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации». - М.: Машиностроение, 1986. - 221 с. на стр. 213-214 и на стр. 41 или в книге "Расчеты на прочность в машиностроении": в 3-х т./С.Д. Пономарев, В.Л. Бидерман, К.К. Лихарев и др. - М. Машгиз, т. 2, 1958. - 974 с, на стр. 425.

Необходимо отметить, что в частном случае, когда поверхность испытуемого материала плоская R_1,1=R_2,1=∞, а приведенный радиус R_пр равен радиусу индентора R.

Используя две различные нагрузки Ρ в диапазоне, соответствующем измерению твердости, внедряют сферический индентор в поверхность испытуемого материала. Диапазон нагрузок может быть выбран, например, согласно ГОСТ 18835-73 "Металлы. Метод измерения пластической твердости". Эта операция может быть выполнена с использованием различных нагружающих устройств: пресса Бринелля, прибора Роквелла, ручных винтовых прессов и т.п.

Измеряют глубины h₁ и h₂ двух полученных остаточных отпечатков. Эту операцию можно выполнить, например, с помощью индикатора часового типа (установленного в индикаторную стойку) с ценой деления 0,001 мм или 0,01 мм в зависимости от значения измеряемой глубины.

По зависимости (3) определяют контактную жесткость испытуемого материала

по которой с учетом приведенного радиуса кривизны определяют по формуле (4) предельную равномерную деформацию ε_р при статическом растяжении образца из испытуемого материала

Предел выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии определяют по зависимости (5)

При этом для определения числовых значений коэффициентов m и n предела выносливости при растяжении-сжатии используют два вспомогательных образца с известными величинами пределов выносливости материала при растяжении-сжатии; материал вспомогательных образцов (черный или цветной металл выбирают в зависимости от того предел выносливости какого материала при растяжении-сжатии предполагается определять). Предел выносливости вспомогательных образцов при растяжении-сжатии определяют согласно ГОСТ 25.502-79 "Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость": для первого вспомогательного образца σ_-1,р,1, для второго -σ_-1,р,2

Для каждого из двух вспомогательных образцов измеряют радиусы кривизны поверхности в сечениях двумя плоскостями главных кривизн и радиус R сферического индентора, по которым по формуле (6) определяют приведенные радиусы кривизны R_пр1 и R_пр2. Используя две различные нагрузки Ρ в диапазоне, соответствующем измерению твердости, внедряют сферический индентор в поверхность каждого из двух вспомогательных образцов, измеряют на каждом из них глубины h₁ и h₂ двух полученных остаточных отпечатков (на первом вспомогательном образце h_1,1 и h_2,1, на втором - h_1,2 и h_2,2) и определяют по зависимости (3) контактную жесткость первого (c₁) и второго (с₂) вспомогательного образца.

где P_1,1, Ρ_2,1 и Ρ_1,2, Р_2,2 - нагрузки, использованные при внедрении индентора в поверхность первого и второго вспомогательного образца соответственно.

Затем определяют согласно формуле (4) предельную равномерную деформацию при статическом растяжении первого (ε_р,1) и второго (ε_р,2) вспомогательного образца

Вычисляют значения коэффициентов m и n предела выносливости при растяжении-сжатии по следующим формулам

Пример. Проведена экспериментальная проверка предложенного способа.

Определение предела выносливости материала при растяжении-сжатии проводили на образцах, изготовленных их сталей различного уровня прочности.

В качестве индентора использовали стальной закаленный шарик диаметром 5 мм. Форма и кривизна испытуемой поверхности материала были следующие: в опытах №1 и 6 - плоская поверхность (R_1,1=R_2,1=∞), в этом случае приведенный радиус R_пр равен радиусу сферического индентора R=2,5 мм. В опытах №2…5 и 7 - цилиндрическая поверхность (R_1,1=5 мм, R_2,1=∞); при этом согласно формулам (7) и (8)

Для отношения А/В=0,666 нашли n_р=0,9911, n_σ=0,9908. Приведенный радиус кривизны по формуле (6)

Для определения коэффициентов m и n предела выносливости при растяжении-сжатии использовали вспомогательные образцы с плоской поверхностью (R_1,1-R_2,1=∞) изготовленные из стали 10 с известным пределом выносливости при растяжении-сжатии, равном σ_-1,р,1=160 МПа, и из стали 20ХН3А с известным пределом выносливости при растяжении-сжатии, равном σ_-1,р,2=320 МПа. В данном случае приведенный радиус R_пр равен радиусу сферического индентора R=2,5 мм. Внедрение сферического индентора в плоскую поверхность вспомогательных образцом проводили с использованием пресса Бринелля при нагрузках P₁=4905 H и Р₂=2453 Н. Глубины остаточных отпечатков, измеренные индикатором часового типа:

для первого вспомогательного образца h_1,1=0,312 мм, h_2,1=0,156 мм;

для второго вспомогательного образца h_1,2=0,074 мм, h_2,2=0,037 мм.

По зависимости (3) определяют контактную жесткость для первого вспомогательного образца (с₁) и второго вспомогательного образца (с₂):

По формулам (10) и (11) определяют предельную равномерную деформацию при статическом растяжении первого (ε_р,1) и второго (ε_р,2) вспомогательного образца

Отметим, что коэффициент 1540 имеет размерность напряжения то есть - Н/мм².

По формулам (12) и (13) вычисляют значения коэффициентов m и n предела выносливости при растяжении-сжатии

Таким образом, полученные значения коэффициентов m и n предела выносливости при растяжении-сжатии позволяют определять предел выносливости при растяжении-сжатии испытуемых материалов из сталей. При этом формула (5) с учетом числовых значений коэффициентов m и n примет вид

В таблице 1 представлены механические свойства испытанных материалов. При этом предел прочности σ_Β, предел текучести σ_т и предельную равномерную деформацию ε_р,э определяли согласно ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) "Металлы. Методы испытания на растяжение", а предел выносливости при растяжении σ_-1,р,э - по ГОСТ 25.502-79 "Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость", принятому в качестве эталонного способа.

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблицах 2 и 3. Как видно из таблицы 2, при использовании предлагаемого способа погрешность определения предельной равномерной деформации не превышает, как правило, 5% по сравнению с данными эксперимента, погрешность определения предела выносливости при растяжении-сжатии не превышает 13% и имеет характер двухстороннего разброса.

Как видно из таблицы 4 погрешность определения предела выносливости при растяжении-сжатии у способа-прототипа может быть более 100%. Такой результат вполне закономерен, поскольку способ-прототип предназначен для определения предела контактной выносливости материала, а значения пределов выносливости при растяжении-сжатии и контактном нагружении существенно отличаются.

Таким образом, результаты экспериментальной проверки свидетельствуют о пригодности предлагаемого способа для практического использования.

Использование предлагаемого способа по сравнению с известными обеспечивает следующие преимущества.

Способ обладает достаточно высокой точностью: погрешность определения предела выносливости при растяжении-сжатии не превышает 13%, что для оценки усталостной прочности материала вполне удовлетворительно. При этом способ сохраняет свою достоверность в широком диапазоне изменения прочностных свойств материала.

В связи с этим предлагаемый способ позволяет повысить точность определения предела выносливости при растяжении-сжатии без разрушения материала и может быть использован для контроля усталостной прочность различных деталей, работающих в условиях нагружения растяжением-сжатием (стержни, резьбовые соединения, детали металлоконструкций и т.п.).

Таким образом, способ, воплощающий заявленное изобретение, предусматривает, что измеряют радиусы кривизны поверхности испытуемого материала в сечениях двумя плоскостями главных кривизн и радиус сферического индентора, по которым определяют приведенный радиус кривизны R_пр, используя две различные нагрузки Ρ в диапазоне, соответствующем измерению твердости, внедряют сферический индентор в испытуемый материал и измеряют глубины h двух полученных остаточных отпечатков, при этом определяют контактную жесткость испытуемого материала и предельную равномерную деформацию ε_р при статическом растяжении образца из испытуемого материала, по которой определяют предел выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии.

Способ предназначен для использования в промышленности для определения предела выносливости при растяжении-сжатии без разрушения материала деталей.

Способ определения предела выносливости материала при растяжении-сжатии, заключающийся в том, что измеряют радиусы кривизны поверхности испытуемого материала в сечениях двумя плоскостями главных кривизн и радиус сферического индентора, по которым определяют приведенный радиус кривизны R_np, используя две различные нагрузки в диапазоне, соответствующем измерению твердости, внедряют сферический индентор в испытуемый материал и измеряют глубины двух полученных остаточных отпечатков, отличающийся тем, что определяют контактную жесткость испытуемого материала
c=(P₁-P₂)/(h₁-h₂),
определяют предельную равномерную деформацию ε_р при статическом растяжении образца из испытуемого материала

по которой определяют предел выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии по следующей зависимости
σ_-1,p=mε_р+n,
где с - контактная жесткость испытуемого материала (Н/мм);
P₁ и Р₂ - нагрузки на индентор (Н);
h₁ и h₂ - глубины остаточных отпечатков (мм), отвечающие нагрузкам Р₁ и Р₂;
σ_-1,p - предел выносливости испытуемого материала при растяжении-сжатии (Н/мм²);
R_пp - приведенный радиус кривизны (мм) в контакте индентора с поверхностью испытуемого материала;
m, n - коэффициенты прочности на растяжение-сжатие, зависящие от химического состава испытуемого материала.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для изучения физико-механических свойств корнеклубнеплодов и определения уровня повреждаемости клубней картофеля при оптимизации работы картофелеуборочных машин, а также для оценки механических повреждений при селекции сортов картофеля, предназначенных для механизированного возделывания.

Способ испытаний труб на долговечность // 2591873

Изобретение относится к области гидравлических испытаний, в частности к способам проведения циклических испытаний натурных образцов труб внутренним давлением и изгибом с целью получения фактических данных по их прочности и долговечности.

Установка на переменное раздельное нагружение образца на кручение, консольный изгиб, сжатие и консольный изгиб за один одновременный оборот трёх зубчатых колёс // 2586256

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на прочность, и может быть применено в заводской и исследовательской лабораториях.

Стенд для исследования энергообмена в массиве горных пород // 2581389

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Стенд для исследования энергообмена на образцах горных пород // 2581387

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания образцов горных пород при моделировании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Способ неразрушающего контроля несущей способности однопролетных железобетонных балок // 2579545

Изобретение относится к неразрушающему контролю несущей способности однопролетных железобетонных балок по критериям прочности арматуры и бетона. Сущность: на контролируемой железобетонной балке определяют места с наибольшими деформациями от эксплуатационной нагрузки и в этих местах устанавливают измерители деформаций.

Способ испытания на прочность лопаточного диска турбомашины с вильчатым соединением // 2579171

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам определения прочности лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Способ заключается в создании эксплуатационных условий нагружения одновременно в трех верхних крепежных отверстиях элементах обода диска.

Стенд для ударных испытаний образцов материалов // 2578657

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, установленные на нем маховик с приводом вращения, штанги по количеству точек нагружения по заданной поверхности образца с ударниками для взаимодействия с образцом, установленные с возможностью изменения положения по длине маховика, приспособления для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком, приспособления для возврата штанг в исходное положение и устройство для размещения образца, выполненное с обеспечением взаимодействия образца с ударниками.

Устройство для испытания образцов на изгиб // 2568333

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для экспериментальных исследований прочностных свойств и процессов накопления усталостных повреждений в поверхностных слоях образцов из конструкционных материалов в зависимости от закона изменения на поверхности образца напряжения и его градиента.

Система и способ измерения усталости для механических деталей летательного аппарата и способ технического обслуживания летательного аппарата // 2566373

Изобретение относится к системе и способу измерения усталости для механических деталей летательного аппарата, например самолета, а также к способу технического обслуживания летательного аппарата.

Способ определения предела выносливости металлических материалов // 2603243

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств твердых материалов и может быть использовано для определения усталостной прочности конструкционных материалов, работающих в условиях циклического нагружения. Сущность: осуществляют циклическое нагружение образца в условиях консольного или четырехточечного изгиба в одной плоскости с заданным коэффициентом асимметрии цикла нагружения R на базе заданного количества циклов нагружения N. Используют образец металлического материала, который имеет клиновидную форму рабочего сечения, с концентратором напряжений цилиндрической формы, ось которого ориентирована перпендикулярно плоскости изгиба, причем момент сопротивления рабочего сечения образца асимметричен. Технический результат: определение предела выносливости металлического материала при симметричных и любых асимметричных циклических нагрузках, включая область сжатия. 1 табл., 1 ил.

Способ определения скорости роста трещины в образце и устройство для этого // 2603939

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при исследовании процессов разрушения материалов с образованием трещин. Сущность: измеряют начальную длину трещины. В процессе испытаний замеряют мощность теплового потока от образца, а скорость роста трещины определяют по формуле. Устройство содержит датчик, контактирующий с образцом, и устройство обработки информации с датчика, включающее источник постоянного напряжения, усилитель, микроконтроллер, персональный компьютер. Датчик содержит два элемента Пельтье, выполненных в виде в плоских пластин. Первый элемент Пельтье контактирует одной стороной пластины с образцом, а другой стороной со вторым элементом Пельтье. Устройство дополнительно содержит радиатор, контактирующий со второй стороной второго элемента Пельтье, а также две термопары, одна из которых расположена между элементами Пельтье, а вторая расположена в месте постоянной температуры. Устройство обработки информации дополнительно содержит полевой транзистор и шунтирующий резистор, причем усилитель связан с первым элементом Пельтье, с двумя термопарами, шунтирующим резистором, установленным между соединениями усилителя с первым элементом Пельтье и второй термопарой и с микроконтроллером. Полевой транзистор установлен в цепи соединения микроконтроллера со вторым элементом Пельтье и источником постоянного напряжения. Микроконтроллер выполнен с возможностью широтно-импульсной модуляции напряжения источника питания и соединен с персональным компьютером. Технический результат: повышение точности измерения, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ прогнозирования циклической долговечности металлов // 2619480

Изобретение относится к области усталостных испытаний металлических материалов для определения их циклической долговечности. Сущность: осуществляют определение размера зерна стали в зависимости от режима технологической обработки и на основании выявленной корреляции (уравнения) между циклической долговечностью в диапазоне 105-106 циклов и размером величины зерна стали, определяют ожидаемую ее циклическую долговечность. Испытания проводят без записи параметров сигналов акустической миссии, по которым регистрируется момент возникновения трещины, и осуществления последующего монотонного растяжения испытываемого материала до разрушения, чтобы вскрыть поверхность трещины с целью анализа очага разрушения на поверхности излома с использованием электронного микроскопа. Технический результат: снижение трудоемкости и длительности экспериментального определения циклической долговечности. 1 ил.

Способ неразрушающего контроля скрытых дефектов в технически сложном элементе конструкции, к которому нет доступа, и устройство для его осуществления // 2619812

Изобретение относится к неразрушающим методам и средствам дефектоскопии технически сложных элементов конструкции. Сущность: элемент конструкции, к которому есть доступ, нагружают переменной механической нагрузкой и вызывают его перемещения. Измеряют параметры процесса перемещения элемента конструкции, к которому есть доступ. Затем сравнивают с такими же параметрами элемента конструкции, уровень дефектов которой принимают за допустимый. Причем перед нагружением элемента конструкции, к которому есть доступ, устанавливают жесткую связь, обеспечивающую общий резонанс, с элементом конструкции, к которому нет доступа. Устройство содержит возбудитель и приемник свободных колебаний, каждый из которых имеет пьезоэлемент, подключенный к генератору колебаний или индикатору измерений. Возбудитель и приемник свободных колебаний состоят из расчлененных по длине стальных стержней и имеют комплект съемных элементов, которые имеют широкий диапазон рабочих частот. Технический результат: проведение неразрушающей дефектоскопии технически сложных элементов конструкции и осуществление неразрушающей дефектоскопии технически сложных элементов конструкции, находящихся в сборке, к которым нет доступа. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Стенд для исследования энергообмена при разрушении // 2624407

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит корпус, установленные на нем захваты образца, механизм нагружения, включающий две гибкие тяги, кинематически связанные с захватами, натяжной механизм тяг, платформу, привод вращения, установленный на платформе, возбудитель колебаний нагрузки в форме треугольника, установленного на валу привода вращения и расположенного между тягами, и привод перемещения платформы вдоль оси вала. Стенд снабжен платформой вращения с фиксатором поворота, ось вращения которой перпендикулярна оси вала, и разъемным соединением вала привода вращения с возбудителем колебаний нагрузки. Вторые концы тяг закреплены на поверхности платформы вращения с возможностью изменения точек закрепления. Технический результат: расширение функциональных возможностей стенда при пропорциональном изменении амплитуд чередующихся циклов и интервалов между циклами. 1 ил.

Установка для испытания образцов на усталость // 2624595

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания на усталость. Установка содержит основание, пассивный захват образца, установленный на основании, активный захват образца, одним концом связанный с активным захватом и установленный соосно с ним рычаг, электромагнитный возбудитель колебаний и измерительное устройство, фиксатор, выполненный с возможностью периодического соединения рычага с основанием, захваты установлены с возможностью фиксированного поворота вокруг своей оси, связь рычага с активным захватом выполнена в виде разъемного соединения, а возбудитель колебаний и измерительное устройство выполнены в виде двух П-образных магнитных систем, закрепленных на другом конце рычага одна симметрично другой относительно его оси и двух катушек, закрепленных на основании, каждая из которых выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей П-образной магнитной системой. Установка снабжена устройством индукционного нагрева, катушка которого расположена по периметру испытуемого образца и закреплена на основании. Технический результат: повышение достоверности результатов испытаний путем устранения влияния наклепа при испытании образцов на усталость. 1 ил.

Установка для определения динамических характеристик низкомодульных полимерных материалов // 2628737

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности области исследования динамических характеристик низкомодульных полимерных материалов. Установка для определения динамических характеристик низкомодульных полимерных материалов содержит основание, на котором жестко закреплены составные образцы, каждый из которых выполнен в виде пластины из высокодобротного материала с закрепленным на ней исследуемым материалом, возбудитель колебаний в составном образце и система измерений колебаний. При этом каждый составной образец закреплен на основании таким образом, что исследуемый материал расположен на поверхности пластины, контактирующей с основанием, и закреплен на пластине методом заливки. Система измерения колебаний выполнена в виде бесконтактной лазерной системы измерения, включающей измерительную головку, обеспечивающую измерение параметров образцов на основе эффекта Доплера. Технический результат: повышение точности определения динамических характеристик низкомодульных полимерных материалов и увеличение количества резонансных частот, для которых определяются динамические характеристики низкомодульных полимерных материалов. 1 ил.

Стенд для испытаний элементов беспилотного вертолета с соосными винтами // 2628873

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам, и может быть использовано в авиационной испытательной технике для испытаний элементов беспилотного вертолета с соосными винтами. Устройство содержит фундамент стенда, силовой каркас, зажимные приспособления, раму монтажную, каркас фюзеляжа, амортизаторы, мотораму, двигатель внутреннего сгорания, подредукторную раму, редуктор, выходные соосные валы, автомат перекоса, соосные винты, муфту, рычаги, коромысла, нагрузочное устройство, устройство пилотирования с приводами управления автоматом перекоса, систему топливную, смазки, системы охлаждения, систему управления двигателем, устройство пожаротушения, систему приточно-вытяжной вентиляции, также устройство содержит пульт управления. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении безопасности. 18 ил.

Геометрические формы композитных образцов, способствующие их разрушению в исследуемой области при проведении усталостных испытаний // 2640776

Изобретение относится к геометрическим формам образцов для испытания материалов. Сборная конструкция образца (10) для испытаний содержит множество слоев, выполненных из армированного волокном полимерного материала, совместно образующих слоистый материал постоянной толщины. Слоистый материал имеет геометрию, включающую первую и вторую трапецеидальные части (16, 18), соединенные исследуемой областью, в которой указанный образец имеет минимальную ширину. Первая трапецеидальная часть, вторая трапецеидальная часть и исследуемая область образуют соответствующие части передней поверхности и соответствующие части задней поверхности образца для испытаний. Каждая из передней и задней поверхностей имеет профиль с формой наподобие "галстука-бабочки" и выполнена параллельной указанным слоям. Первый и второй выступы, приклеенные к первой трапецеидальной части на соответствующих первых частях передней и задней поверхностей. Третий и четвертый выступы, приклеенные ко второй трапецеидальной части на соответствующих вторых частях передней и задней поверхностей. Каждый из первого, второго, третьего и четвертого выступов выполнен из армированного волокном полимерного материала и имеет трапецеидальный профиль. Образец для испытаний имеет минимальную ширину в указанной исследуемой области (20) и постоянную толщину. Первая трапецеидальная часть (16) имеет первую и вторую прямолинейные скошенные стороны (12а и 12b). Вторая трапецеидальная часть (18) имеет третью и четвертую прямолинейные скошенные стороны (12с и 12d). Исследуемая область (20) содержит первую и вторую радиусные стороны (14а и 14b). При этом первая радиусная сторона (14а) соединена с первой и третьей прямолинейными скошенными сторонами (12а и 12с), а вторая радиусная сторона (14b) соединена со второй и четвертой прямолинейными скошенными сторонами (12b и 12d). Высота указанной первой радиусной части не превышает 3% указанной высоты образца (10) для испытаний. Обеспечивается гарантированное разрушение в исследуемой области (20) во время усталостных испытаний. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Центробежная установка для циклических испытаний // 2643189

Изобретение относится к испытательной технике, к исследованию образцов и изделий на прочность при циклическом нагружении. Центробежная установка содержит корпус, установленную на нем платформу с приводом вращения, расположенные на ней дополнительные платформы по количеству циклов нагружения по одной из осей образца, размещенные последовательно одна на другой и снабженные приводами вращения, захват для образца, закрепленный на дополнительной платформе для размещения захвата, согласно изобретению установка снабжена дополнительным приводом вращения, соединенным с захватом для образца и закрепленным радиально оси вращения на платформе для размещения захвата. Технический результат: расширение технологических возможностей центробежных установок путем обеспечения испытаний как при осевом, так и при плоском напряженном состоянии с многоцикловым или плавным нагружением по одной из осей. 1 ил.