СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК G01N3/12 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля и исследования прочности керамических оболочек типа тел вращения.

Известен способ испытания оболочечных конструкций, в частности металлических труб, на прочность и герметичность, предусматривающий гидростатическое нагружение их внутренним давлением, причем величина пробного давления определяется в зависимости от диаметра и толщины стенки трубы (ГОСТ 3847-75. Трубы металлические. Методы испытания гидравлическим давлением). Известен способ испытаний механической прочности цилиндрических оболочек, нагруженных внешним давлением, в котором равномерное распределение нагрузки по всей внешней поверхности испытуемой конструкции достигается тем, что нагружение осуществляют с помощью камеры из эластичного материала, имеющей торовое сечение (А.с. СССР №324538, МКИ G01М 19/00, БИ №2, 1972). Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является способ испытания оболочек, включающий приложение статической нагрузки, равномерно распределенной по поверхности испытуемой оболочки с помощью камеры из эластичного материала, имеющей торовое сечение и соединенной с источником давления. Указанную камеру помещают внутрь испытуемой оболочки и наполняют рабочим веществом до получения требуемой величины статической нагрузки (Патент RU 2242739, МПК G01N 3/12, публикация патента: 20.12.2004, Способ испытания оболочек и устройство для его осуществления (прототип)).

Однако эти способы не обеспечивают соответствия условий испытания характеру и величине задаваемых нагрузок при контроле прочности оболочек из керамики: хрупкого материала, на прочность которого существенное влияние оказывает масштабный фактор, и, следовательно, вносят определенную ошибку при оценке несущей способности оболочек.

Задачей заявляемого изобретения является повышение достоверности контроля прочности керамических оболочек в процессе производства и при проведении опытно-конструкторских работ за счет использования обоснованного расчетного метода для установления уровня прикладываемого давления, учитывающего свойства керамики и условия нагружения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе контроля прочности керамических оболочек типа тел вращения давлением, включающем приложение статической нагрузки с помощью камеры из эластичного материала, помещенной внутрь испытуемой оболочки и соединенной с источником давления, отличающимся тем, что статическую нагрузку прикладывают к наиболее напряженной зоне оболочки, определяемой заданными условиями нагружения, напряженный объем материала которой определяют с использованием уравнений общей теории оболочек вращения или приближенными численными методами, определяют среднее значение прочности материала оболочки при растяжении в напряженном объеме материала оболочки

,

где - среднее значение прочности образцов материала оболочки, испытанных при трехточечном изгибе; V_u - рабочий объем образца материала оболочки; - напряженный объем материала оболочки; m - модуль Вейбулла, а величину прикладываемого давления рассчитывают по формуле:

,

где r - радиус нейтрального сечения напряженного объема материала оболочки; h - толщина стенки оболочки в напряженной зоне.

Сравнение заявляемого способа с прототипом показывает, что способ отличается от известного тем, что:

- статическую нагрузку прикладывают к наиболее напряженной зоне оболочки, определяемой заданными условиями нагружения, в которой определяют напряженный объем материала оболочки;

- среднее значение прочности материала оболочки при растяжении в напряженном объеме материала оболочки определяют с учетом масштабного фактора и свойств материала, что соответствует достоверным значениям этой важнейшей для керамических деталей характеристики;

- прикладываемое давление обеспечивает статическую нагрузку, необходимую для достоверности контроля прочности керамических оболочек.

При изучении других технических решений в данной области техники установлено, что данные признаки ранее не встречались, таким образом, вся совокупность признаков заявляемого способа является новой, и он соответствует критерию изобретения "новизна". Именно наличие вышеназванных отличительных признаков обеспечивает достижение указанного технического результата изобретения - повышение достоверности контроля прочности керамических оболочек типа тел вращения, в результате чего повышается точность оценки их несущей способности. Таким образом, заявляемое техническое решение - способ соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ может найти применение в процессе производства и при проведении опытно-конструкторских работ для контроля прочности керамических оболочек.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля и исследования прочности керамических оболочек типа тел вращения. Сущность: осуществляют приложение статической нагрузки с помощью камеры из эластичного материала, помещенной внутрь испытуемой оболочки и соединенной с источником давления. Статическую нагрузку прикладывают к наиболее напряженной зоне оболочки, определяемой заданными условиями нагружения, напряженный объем материала которой определяют с использованием уравнений общей теории оболочек вращения или приближенными численными методами. Определяют среднее значение прочности материала оболочки при растяжении в напряженном объеме материала оболочки и величину прикладываемого давления рассчитывают по формулам. Технический результат: повышение достоверности контроля прочности керамических оболочек в процессе производства и при проведении опытно-конструкторских работ.

Способ контроля прочности керамических оболочек типа тел вращения давлением, включающий приложение статической нагрузки с помощью камеры из эластичного материала, помещенной внутрь испытуемой оболочки и соединенной с источником давления, отличающийся тем, что статическую нагрузку прикладывают к наиболее напряженной зоне оболочки, определяемой заданными условиями нагружения, напряженный объем материала которой определяют с использованием уравнений общей теории оболочек вращения или приближенными численными методами, определяют среднее значение прочности материала оболочки при растяжении в напряженном объеме материала оболочки

где - среднее значение прочности образцов материала оболочки, испытанных при трехточечном изгибе; V_u - рабочий объем образца материала оболочки; - напряженный объем материала оболочки; m - модуль Вейбулла, а величину прикладываемого давления рассчитывают по формуле:

где r - радиус нейтрального сечения напряженного объема материала оболочки; h - толщина стенки оболочки в напряженной зоне.