Образец для исследования термомеханической усталости материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N3/60 

05

sl

Изобретение относится к испытательно1Ч технике, в частности,к образцам для исследования термомеханической усталости материалов.

Известен образец для исследовани термомеханической усталости материалов, выполненный в виде стержня с цилиндрической полостью и захватным головками на концах, предназначенными для крепления в захватах испытательной машины fOНедостатком данного образ1;а является высокая трудоемкость изготовления.

Наиболее близок к предлагаемому образец для исследования термомеханической усталости материалов, выполненный в виде пластины со сквозным круглым отверстием в средней части, одна из боковых кромок которой предназначена для контактного нагрева 2}.

Недостатком известного образца является низкая производительность исследования, так как при контактном нагреве одной из боковых кромок тепловой поток обтекает круглое отверстие и нагревает противоположную кромку, что снижает жесткость образца и приводит к уменьшению уровня циклических напряжений и деформаций на нагреваемой кромке и, следовательно, к увеличению числа циклов до образования трещины.

Цель изобретения - увеличение производительности исследования.

Указанная цель достигается тем, что в образце для исследования термомеханической усталости материалов выполненном в виде пластины со сквозным отверстием в средней части одна из боковых кромок которой предназначена для контактного нагрева, отверстие имеет вытянутую вдоль кромки форму и смещено в сторону последней.

На чертеже изображена схема предлагаемого образца.

Образец вьшолнен в виде пластины 1 с захватными головками 2 и 3, предназначеиньми для крепления в испытательной машине (на чертеже не показана). В средней части пластины 1 выполнено сквозное отверстие 4, имеющее вытянутую форму и постоянную ширину. Отверстие 4 смещено в сторону одной из кромок, являющейся рабочей частью 5 образца и

предназначенной для нагрева в процессе исследования высокотемпературным призматическим нагревателем 6 шириной LX .. Расстояние А от поверхности нагреваемой кромки до ближайшей стороны отверстия 4 выбирается из следующего соотношения:

А40,25.

(1)

- козффициент теплопроводгде Л ности материала образца,

k минимальное значение удельного теплового потока от нагревателя 6 к образцу на участке контакта с рабочей частью 5.

Предлагаемьй образец исследуют следующим образом.

Захватные головки 2 и 3 образца закрепляют в испытательной машине. Высокотемпературный нагреватель 6 приводят в соприкосновение с рабочей частью 5 и одновременно нагружают образец заданным усилием. Рабочая часть 5 нагревается до заданной температуры и удлиняется, а часть образца, расположенная под отверстием 4,остается холодной,что препятствует удлинению рабочей части 5, приводя к появлению в ней сжимающих усилий. Выполнение отверстия 4 вытянутым вдоль нагреваемой в процессе испытания кромки длиной LJ, большей ширины LK участка контакта нагревателя 6 с рабочей частью 5 образца исключает возможность огибания отверстия 4 тепловым потоком, что обеспечивает высокую жесткость средней части образца, а, следовательно, максимальные напряжение и деформацию материала в его рабочей части 5. Это обстоятельство, а также то, что расстояние А от поверхности нагреваемой кромки до ближайшей стороны отверстия 4 выбирается из соотношения (1), сокращает продолжительность исследований.

После нагрева рабочей части 5 до заданной температуры высокотемпературный нагреватель 6 отводят от образца, охлаладают рабочую часть 5, а направление нагружающего усилия изменяют на противоположное. Описанный цикл теплового и механического нагруткения повторяют многократно до образования трещин, одновременно регистрируя число циклов, вызывающих

I11П0674

их появление, по которому судят олов вследствие увеличения жесткости

термомеханической усталости материаласредней части образца, что обеспеИзобретение позволяет увеличитьчивает возникновению в его рабочей

производительность исследованиячасти максимальных напряжений и детермомеханической усталости материв- 5формаций.

ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ МАТЕРИАЛОВ, выполненный в виде пластины со сквозным отверстием в средней части, одна из боковых кромок которой предназначена для контактного нагрева, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности исследования, отверстие имеет вытянутую вдоль кромки форму и смещено в сторону последней. (А