Установка для испытания образцов на термомеханическое циклирование Советский патент 1984 года по МПК G01N3/60 G01N3/18 

Изобретение относится к испытательной текнике, в частности к уста новкам для испытания образцов на термомеханическое циклирование. Известна установка для испытания образцов на термостойкость, содержа щая основание, размещенные на нем две опорные плиты, связанные с ними захваты для крепления образца, привод перемещения опорньпс плит, устройство для нагрева образца и устройство для компенсации термической деформаций lj , Недостатком известной установки является невозможность силового нагружения образца в процессе испытания по заданной программе. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является установка для испытания образцов-на термомеха ническое циклирование, содержащая основание, размещенный на нем силовозбудитель, активный и пассивный захваты для крепления образца, устройство для нагрева образца и устро ство для компенсации термической деформации. Устройство для компенсации терми ческой деформации выполнено в виде системы автоматического учета механ ческих напряжений от теплового расширения образца с помощью фотометри ческого задатчика, программа которо го соответствует тепловому расширению образца при заданном изменении температуры 2j . Недостатком известной установки является низкая точность испытания, обусловленная сложностью учета нелинейной зависимости величины коэффициента линейного расширения от те пературы и изменения последнего при переходе от цикла нагрева к циклу охлаждения как по знаку, так и по модулю. Цель изобретения - повьщ1ение точ ности испытания путем исключения ВЛИЯНИЯ коэффициента линейного расширения материала образцов. Указанная цель достигается тем, что в установке для испытания образ цов на термомеханическое циклирование, содержащей основание, размещен ный на нем силовозбудитель, активный и пассивный захваты для крепления образца, устройство для нагрева o6piK ua и устройство для компенсации 342 . термической деформации, последнее выполнено в виде шарнирно закрепленного средней частью на основании двуплечего рычага, айтивньш захват шарнирно закреплен на силовозбудителе, пассивный захват закреплен на одном конце рычага, а установка снабжена второй парой захватов для крепления второго образца, из которых активный захват щарнирно закреплен на другом конце рычага по другую его сторону, а пассивный Шарнирно закреплен на основании. . На фиг. i изображена схема установки; на фиг. 2 - схема крепления активного захвата на силовозбудителе. Предлагаемая установка содержит основание 1, на котором размещены силовозбудитель, выполненный в виде цилиндра 2 двустороннего действия, соединенного с гидро- или пневмосистемой (не показана), устройство для компенсации термической деформации, выполненное в виде двуплечего рычага 3, шарнирно закрепленного средней частью на стойке 4, установленной через изоляционные прокладки 5на основании 1. Активный захват 6 для крепления образца 7 при помощи подшипника 8 шарнирно закреплен в прорези 9 переходника 10, который через изоляционные втулки 11 связан со штоком 12 цилиндра 2. Пассивный захват 13 для крепления образца 7 щарнирно закреплен на соответствующем конце рычага 3. Активный захват 14 для крепления второго образца 15 - на другом конце рычага 3 по другую его сторону, а пассивный захват 16 для крепления образца 15 при помощи подшипника в прорези (не показана) переходника 17, который связан со стойкой 4 основания 1. На последнем размещено устройство для нагрева (не показано) образцов 7 и 15, токоподводы 18 которого закреплены соответственно на захватах 6и 13 для крепления образца 7 и захватах 14 и 16 для крепления .образца 15. Установка работает следующим образом. Образец 7 закрепляют в захватах 6 и 13, а второй образец 15 - соответственно в захватах 14 и 16. При пропускании электрического тока через токоподводы 18 образцы 7 и 13 нагреваются в течение заданного

времени до необходимой температуры, которая определяется при помощи термопар (не показаны), установленных в зоне максимального нагрева образцов 7 и 15. При нагреве образцов происходит удлинение каждого из них При этом происходит поворот рычага 3 таким образом, что удлинение одного образца обеспечивает возможность удлинения другого без стеснения, что исключает возникновение в цикле йагрева сжимающих напряжений в образцах 7 и 15, несмотря на жесткое закрепление последних..После нагрева электрический ток отключают и образцы 7 и 15 охлаждают естественным или принудительным образом,, например, обдувом охлаждающего газа. При этом из-за уменьшения, длины образцов 7 и 15 растягивающие напряжения тока не возникают.

При необходимости осуществляют силовое нагружение образцов 7 и 15 по самостоятельной программе независимо от термического нагружения. Для силового нагружения образцов 7 и 15 подают рабочую среду в цилиндр 2. При этом усилие через шток 12, .йереходник 10 и активный захват 6 передается на образец 7, В зависимости от направления перемещения штока 12 образец 7 нагрзшается растягивающим или сжимающим усилием. Усилие через рычаг 3 и активный захват 14 передается на образец 15, причем знак нагружения изменяется на противоположньй. Таким образом каждый из образцов 7 и 15 испытывает циклическое силовое воздействие по заданной программе, причем в процессе силового нагружения рычаг 3 обеспечивает беспрепятственное изменение размеров, образцов 7 и 15 (удлинение или укорочение) в результате термического нагружения, которое осуществляется lio независимой от силового

нагружения программе.

Установка позволяет повысить точность испытания путем исключения погр-ешностей, связанных с нелинейностью температурной зависимости козффициента линейного расширения испытываемого материала и разными значениями модуля коэффициента в циклах нагрева и охлаждения, в результате выполнения устройства для компенсации термической деформации в виде двуплечего рычага, шарнирно закрепленного средней частью на основании, на разных сторонах которого шарнирно закреплены захваты для крепления соответствующих

концов испытуемых образцов, что позволяет упростить схему термокомпенсации.

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ ЦИКПЙРОВАНИЕ, содержащая основание, размещенный на нем силовозбудитель, активный и пассивный захваты для крепШит шА ления образца, устройство для нагрева образца и устройство для компенсации термической деформации, от-/ личающаяся тем, что, с целью повьшения точности испытания путем исключения влияния коэффициента линейного расширения материала образцов, устройство для компенсации термической деформации выполнено в виде шарнирно закрепленного средней частью на основании двуплечего рычага, активный захват шарнирно закреплен на силовозбудителе, пассивный захват шарнирно закреплен на одном конце рычага, а установка снабжена второй парой захватов для.крепления второго образца из которых активный захват шарнирно закреплен на другом конце рычага по другую его сторону, а пассивный шарнирно закреплен на ос.новании.