УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1994 года по МПК G01N3/04 G01N3/08 

Изобретение относится к области исследования прочностных характеристик материалов, а именно к установкам для механических испытаний материалов, используемых при внутриреакторных испытаниях.

Известна установка для измерений ползучести (патент Франции N 1467037, кл. G 21 c 13/00, 1967), предназначенная для испытаний образцов, расположенных в ядерном реакторе. Устройство выполнено в виде трубчатого корпуса, закрытого на одном конце герметично, а на другом снабженного пробкой с проходящим через нее стержнем тензодатчика и подводом газа под давлением. Внутри корпуса размещен образец, который прикреплен одним концом к пассивному захвату, а другим - к активному захвату, соединенному с сильфоном, закрепленным на пробке корпуса.

Через сильфон и активный захват к образцу прикладывается определенная растягивающая нагрузка. Установку помещают в ядерный реактор. Под действием нагрузки и радиоактивного облучения образец разрушается, о чем свидетельствует показание тензодатчика.

Наиболее близким техническим решением является установка для механических испытаний материалов (авт.св. N 595654, кл. G 01 N 3/00, 1978), используемая при внутриреакторных испытаниях. Она содержит корпус, активный и пассивный захваты, силовозбудитель, соединенный через компенсационный сильфон и С-образную тягу с рабочим сильфоном. Рабочий сильфон через О-образную тягу соединен с активным захватом и связан с датчиком и устройством для измерения нагрузки.

Все описанные установки работают следующим образом.

Посредством тяги через активный и пассивный захваты к образцу прикладывают растягивающее усилие. Установку помещают в петлю экспериментального ядерного реактора, фиксируют нагрузку и момент разрушения образца. Затем установку извлекают из ядерного реактора, разрушенный образец удаляют, вместо него устанавливают следующий образец, прикладывают к нему нагрузку, после чего установку снова помещают в ядерный реактор.

Для получения достоверных данных необходимо провести определенное количество испытаний при одинаковых нагрузках.

Так как установка позволяет испытывать только один образец, то проведение таких испытаний связано с большими материальными, трудовыми и временными затратами. Следовательно, установка обладает низкой производительностью.

Целью изобретения является повышение производительности установки за счет увеличения количества последовательно и без перерыва испытываемых образцов.

Это достигается за счет того, что в установке для механических испытаний материалов, содержащей датчик измерения деформации образцов, установленных между активным и расположенным под ним пассивными захватами, заключенными в корпус, который снабжен тягой, соединенной с активным захватом, захваты выполнены в виде пары вертикальных пластин с отверстиями, установленных напротив друг друга, при этом каждая пластина пассивного захвата имеет два отверстия, верхнее из которых выполнено овальной формы и расположено соосно нижнему отверстию пластины активного захвата, которая имеет три отверстия, верхнее из которых также выполнено овальной формы, а образцы закреплены на осях, которые вставлены в отверстия пластин. Активный захват выполнен многозвенным, причем овальные отверстия нижней пары пластин размещены соосно нижним отверстиям верхней пары пластин. Выполнение захватов в виде пар вертикальных пластин с отверстиями, в которых на осях закреплены образцы, позволяет разместить в установке несколько образцов, обеспечить приложение к ним постоянной нагрузки, а при разрушении одного из них обеспечить воздействие захватов на остальные образцы с постоянной заданной нагрузкой. Такое конструктивное решение позволяет осуществлять испытания сразу на нескольких образцах, что повышает производительность установки.

На фиг. 1 показана конструктивная схема установки; на фиг.2 - общий вид системы нагружения; на фиг.3 - представлен разрез А-А на фиг;2; на фиг.4 - узел I на фиг,2; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4.

Установка для механических испытаний материалов имеет корпус 1 с крышкой 32, размещенные в нем системы нагружения с образцами 3 и датчики измерения деформации 4, закрепленные на опоре 5.

Система нагружения содержит тягу 6 с установленным на ней пакетом тарельчатых пружин 7, которые опираются на неподвижную втулку 8. Для регулирования прикладываемой нагрузки тяга 6 снабжена гайкой 9. Над гайкой 9 размещен упор 10, который снизу соединен с тягой 6, а сверху - с щупами 11 датчиков измерения деформации 4. Ниже втулки 8 тяга 6 проходит через сильфон компенсации 12, верхний конец которого закреплен на тяге 6, а нижний соединен с неподвижной втулкой 13. Втулка 13 с нижней частью корпуса 1 образует газовую полость 14, в которой размещены образцы 3, закрепленные на осях 15 в активном и пассивном захватах. Активный захват соединен с тягой 6 и выполнен многозвенным в виде вертикальных пластин 16, установленных напротив друг друга.

При этом каждая пластина 16 активного захвата имеет три отверстия 17, 18, 19. Верхнее отверстие 19 имеет овальную форму и расположено вертикально. Минимальный диаметр овального отверстия 19 соответствует диаметру оси 15, на которой крепятся образцы 3, а максимальный диаметр по крайней мере не меньше суммы диаметра оси 15 и величины линейной деформации образца 3. Пассивный захват выполнен в виде пластин 20, закрепленных в донышке 21 корпуса 1. Пластины 20 имеют два отверстия 22, 23. Верхнее отверстие 23 выполнено овальной формы и равно овальным отверстиями 19 пластины 16 активного захвата.

Образцы 9 установлены в следующем порядке.

Нижняя ось 15 первого образца 3 закреплена в нижнем отверстии 22 пар пластин 20 пассивного захвата, а верхняя ось 15 первого образца проходит через верхнее овальное отверстие 23 пассивного захвата и закрепляется в нижнем отверстии 17 первой пары пластин 16 активного захвата. В среднем отверстии 18 первой пары пластин 16 закреплена нижняя ось 15 второго образца 3, а его верхняя ось 15 проходит через верхнее овальное отверстие 19 пары пластин 16 и закрепляется в нижнем отверстии 17 второй пары пластин 16. В среднем отверстии 18 второй пары пластины 16 закреплена нижняя ось 16 третьего образца 3, а его верхняя ось 15 проходит через верхнее отверстие 19 второй пары пластин 16 и закрепляется в нижнем отверстии 17 следующей пары пластин 15 активного захвата и т.д. Газовая полость 14 заполнена металлическими вкладышами 24, 25, 26, служащими вытеснителями.

Установка работает следующим образом.

Тяга 6 через захваты и оси 15 передает на образцы 3 заданную постоянную растягивающую нагрузку. Затем установку размещают в экспериментальном канале ядерного реактора.

При разрыве любого образца 3 по сигналу датчиков 4 на pегистрирующей аппаратуре фиксируется разрыв, но система нагружения при этом остается замкнутой и обеспечивает приложение постоянной заданной величины нагрузки на остальные образцы.

Например, при разрыве второго образца 3 ось 15, закрепленная в нижнем отверстии 16 второй пары пластин 16 активного захвата, не испытывая воздействия от разрушенного образца 3, смещается в верхнем овальном отверстии 19 первой пары пластин 16. Незначительное удлинение активного захвата компенсируется сильфоном 12, а приложенное растягивающее усилие остается почти неизменным. Испытания продолжаются до тех пор, пока не разрушатся все образцы. После этого установка извлекается из ядерного реактора.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемая установка позволяет проводить эксперименты одновременно с комплектом образцов при заданной постоянной нагрузке при внутриреакторном облучении, что повышает ее производительность.

Изобретение относится к области исследования прочностных характеристик материалов, а именно к установкам для механических испытаний материалов, используемых при внутриреакторных испытаниях. Цель изобретения - повышение производительности установка за счет увеличения количества последовательно и без перерыва испытываемых образцов. Установка для механических испытаний материалов включает в себя датчики измерения деформации образцов, установленных между активным и расположенным под ним пассивным захватами, закрепленными в корпусе, который снабжен тягой, соединенной с активным захватом. Активный захват выполнен многозвенным в виде вертикальных пластин, установленных напротив друг друга. Каждая пластина имеет три отверстия, верхнее отверстие овальной формы и выполнено вертикально. Пассивный захват выполнен в виде пары пластин с двумя отверстиями, верхнее из которых овальное. Образцы закреплены на осях, которые вставлены в отверстия пластин. Пары пластин установлены так, что овальные отверстия нижней пары соосны нижним отверстиям верхней пары пластин. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ, содержащая датчики измерения деформации образцов, установленных между активными и расположенными под ним пассивными захватами, заключенными в корпусе, который снабжен тягой, соединенной с активным захватом, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности установки путем увеличения количества последовательно и без перерыва испытываемых образцов, захваты выполнены в виде пары вертикальных пластинок с отверстиями, установленными напротив одна другой, при этом каждая пластина пассивного захвата имеет два отверстия, верхнее из которых выполнено овальной формы и расположено соосно с нижним отверстием пластины активного захвата, которые имеют три отверстия, верхнее из которых также выполнено овальной формы, а образцы закреплены на осях, которые вставлены в отверстия пластин. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что активный захват выполнен многозвенным, причем овальные отверстия нижней пары пластин размещены соосно с нижними отверстиями верхней пары пластин.