Способ испытания материалов на термомеханическую усталость Советский патент 1985 года по МПК G01N3/60 

4

СО

сл

со Изобретение относятся к испытател ной технике и может быть использовано при испытании материалов на термо механическло усталость. Известен способ испытания материала на термомеханическую усталость, заключающийся в том, что образец выполняют в виде цилиндра, прикладывают сжимающую нагруаку, периодически нагревают и по количеству циклов до разрушения судят о термомеханичес кой усталости СОНаиболее близким к изобретению Я1вляется способ испытания материалов на термомеханическую усталость, в цилиндрическом образце материала вьтолняют сквозное осевое цилиндрическое отверстие, размещают в йем нагреватель, периодически нагревают образецi прикладывают сжимающую нагрузку к его торцам и по количеству циклов до разрушения судят oi термомеханической усталости 2}, Недостатком известных способов является несоответствие условий испытаний условиям эксплуатации прессо вого етструмента, поскольку напряжения и последнем обусловлены.сложной геометрической формой и неравномерном нагревом указанного инструмента. Цель изобретения - приближение условий исгЕытания к эксплуатационным путем создания в образце напря жений, адекватных напряжениям в пре совом инструменте.. Указанная цель достигается тем, что согласно способу испытания мате риалов на тертюмехаНИчесКую усталость, заключающемуся в том, что в цилиндрическс образце материала вьтоЛняют сквозное осевое отверстие размещают в нем нагреватель, периодически нагревают образец, прикладь вшот сжнмакицую нагрузку к его торцам и по количеству циклов до разру шеиия судят о термомеханической усталости, осевое отверстие вьгаолняют в виде двух соосных усеченных конусов, меньшее основание одного из которых является большим основанием другого, и нагружают образец в«гутре91яим давлением. На чертеже изображена схема устройства, pea лизирующе го предлагаемьй способ. Устрсйстэо для реализации способ содержит основание 1, на котором за реплены колонны 2 и 3 с траверсой 4 3J и двумя подвижными плитами 5 и 6, к которым подключена вторичная обмотка трансформатора 7. Нагружатель вьшолнен в виде втулки 8, размещенной междуПОДВИЖНЫМИ плитами 5 и 6, и установленного на подвижной плите 5 пуансона 9 с центральным отверстием 10 и коническим выступом 11. Нагреватель, выполненный в виде стержня 12 с верхним коническим учас ком 13, закреплен на подвижной плите 6 и размещен в отверстиях втулки 8 и пуансона 9,,причем свободный конец стержня 12 соединен с эторичной обмоткой трансформатора 7. Между основанием 1 и подвижной плитой 6 установлен динамометр 14 с индикатором 15, соединенный через преобразующий прибор 16 с осциллографом 17, к которому также подсоединены термопары 18 и 19. Способ реализуется следующим образом. В цилиндрическом образце 20, подлежащем испытанию, выполняют сквозное отверстие з виде двух соосных усеченных конусов, образующий рабочий 21 и переходной 22 участки, причем меньшее основание конуса переходного участка 22 является большим основанием конуса рабочего участка .21. Конусность рабочего участка 21 целесообразно выполнять в пределах - , а переходного участка 45. Изготовленный указанньм образом образец 20.надевают на конический участок 13 стержня 12, имеющий тат кую же конусность, что и рабочая часть 21, и поджимают его с заданньм усилием к траверсе 4 с помощью пуансона 9, конический выступ которого имеет такую же конусность, что и переходная часть 22 образца 20. Пропускают электрический ток от трансформатора 7 через стержень 12 и втулку 8, в результате чего образец 20 нагревается вследствие электроконтактного нагрева от пуансона 9 и нагружается сжш4ающим усилием по его торцам. При этом образец 20 нагружается растягивающим усилием, прикладываемые к поверхности переходного участка 22. Рас тягивахщие и сжимающие нагрузки образца 20 возникают за счет перемещения пуансона 9 при термическом расширении втулки 8. Наряду с этим происходит нагрев рабочего участка 21 от

стержня 12 неодновременное приложение касательных сил (сил трения), возникающих при перемещении стержня 12 от термического расширения. После нагрева образца 20 до заданной температуры, которая фиксируется термопарами 18 и 19,отключают электрический ток, в результате чего происходит остывание образца 20, пуансона 9 и втулки 8, и образец 20 разгружается. Затем цикл нагрева и охлаждения повторяют. Регулируя время пропускания электрического тока и последующего охлаждения, создают в образце циклические температурно-силовые нагрузки, совокупность которых обусловливает в нем напряжения, адекватные

напряжением в прессовом инструменте. В процессе испытаний регистрируют на осциллографе 17 нагрузку и деформацию образца 20, измеряемые динамометром 14 и индикатором 15.Г Одновременно определяют количество.циклов до появления трещин в образце 20, по которому судят о термодинамической усталости материала.

Изобретение позволяет приблизить условия испытания к эксплуатационньи путем создания в образце циклических температурно-силовых нагрузок, совокупность которых обусловливает в нем напряжения, адекватные напряжениям в прессовом инструменте.

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКУЮ УСТАЛОСТЬ, заключающийся в том, что в цилиндрическом образце материала выполняют сквозное осевое отверстие, размещают в нем нагреватель, периодически нагревают образец, прикладывают сжимающую нагрузку к его торцам и по количеству циклов до разрушения судят о термомеханической усталости, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытания к эксплуатационнь1м создания в образце напряжений, адекватных напряжениям в прессовом инструменте, осевое отверстие выполняют в виде двух соосных усеченных конусов, меньшее д основание одного из которых является большим основанием другого, и нагружают образец внутренним давлением.