Установка для испытания образцов при нагреве Советский патент 1985 года по МПК G01N3/18 

динен с механизмом вращения, а термопары подключены к соответствую1174825щим входам преобразователей сигналов.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ПРИ НАГРЕВЕ, содержащая основание с установленной на нем печью, в цилиндрической полости которой размещены нагреватели, термопары, пассивный захват, закрепленньш на основании, и активньш захват, нагружатель, выполненньй в виде шарнирно закрепленного на основании рычага, один конец которого соединен с активным захватом, а другой - с грузом, и регулятор нагрузки, о тличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения соответствия механических нагрузок неравномерному нагреву образца, нагреватели выполнены полыми и установлены параллельно оси захватов, на внутренней поверхности печи выполнены по крайней мере два продольных теплозащитных выступа, расположенных диаметрально, а установка снабжена и 1линдрическим теплопроводным экраном, размещенным в цилиндрической полости печи концентрично оси захватов с возможностью вращения вокруг своей оси, механизмом вращения, связанным с теплопроводным экраном, исполнительным механизмом, связанным с регулятором нагрузки, системой регулирования и датчиком линейных перемещений и датчиком скорости деформаций, которые закреплены на регуляторе нагрузки и через систему регулирования связаны с исполнительным механизмом и механизмом вращения теплопроводногоэкрана, 2. Установка по п. 1, о т л исл чающаяся тем, что регулятор нагрузки вьшолнен в виде гидроцилиндра, шток которого связан с грузом, а система регулирования вьшолнена в виде двух пусковых блоков, выходы которых связаны с нагревателями, двух задатчиков линейных перемещений, двух преобразователей сигналов, подключенных к соответ4ii ствующим входам пусковых блоков, 00 ts9 СЛ к каждому из которых подключен датчик линейных перемещений, блока сравнения, один вход которого соединен с исполнительным механизмом, а два других - с выходами преобразователей сигналов, регулятора скорости деформации, связанного с выходом блока сравнения и соединенного с датчиком скорости деформации и исполнительным механизмом, блокиратора сигналов, соединенного с выходом регулятора скорости деформации, и блока задержки времени, через который блокиратор сигналов сое

Изобретение относится к испБГгательной TexHijKe, в частности, к установкам для испытания образцов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения соответствия механичес ких нагрузок неравномерному нагрев образца. На чертеже изображена предлагае мая установка (печь изображена в двух проекциях). Установка содержит основание 1 с рамой 2. На раме 2 закреплена печь 3 с цилиндрической полостью 4 внутри которой размещен пассивный захват 5, установленный на основании 1. На основании 1 закреплен нагружатель, выполненный в виде шарнирно закрепленного рычага 6, один конец которого соединен с активным захватом 7, размещенным в п лости 4 печи 3, а другой конец с грузом 8. Пассивный 5 и активный 7 захваты предназначены для крепле ния испытуемого образца 9. На внутренней поверхности печи 3 выполнены по крайней мере два продол ньк теплозащитных выступа 10 и 11, разделяющих полость 4 на различные температурные зоны А и Б. Нагреватали 12, установленные параллельно оси захватов 5 и 7, подключены к источнику напряжения (не показан) и могут служить как для нагрева, так и для охлаждения испытуемого образца 9. чВ полости 4 печи 3 установлен цилиндрический теплопроводный экран 13, размещенный концентри но оси захватив 5 и 7 и устраняющий локальньм перегрев испытуемого образца 9. Экран 13 размещен на под шипйиках 14 с возможностью вращения вокруг своей оси и связан с механизмом 15 вращения. Регулятор нагрузки вьшолнен в виде гидроцилиндра 16, шток 17 которого связан с грузом 8, а-рабочие полости 18 и 19 соединены с перепускным клапаном 20,связанным с исполнительным механизмом 21. На гидроцилиндре 16 закреплены датчик 22 линейных перемещений и датчик 23 скорости деформации, которые также соединены со штоком 17. Система регулирования выполнена в виде пусковых блоков 24 и 25, через выходы которых на нагреватели 12 подается электрическое напряжение или хладагент. Входы пусковых блоков 24 и 25 соединены с задатчиками 26 и 27 линейных перемещений, датчиком 22 линейньк перемещений и преобразователями 28 и 29 сигналов, входы которых соединены с термопарами 30 и 31, а выводы - с блоком 32 сравнения. Вход блока 32 сравнения с исполнительным механизмом 21,а выход - с регулятором 33 скорости деформации, входы которого соединены с датчиком 23 скорости деформацииJисполнительным механизмом 21 и задатчиком 34 изменения скорости деформации испытуемого образца 9. Выход регулятора 33 скорости деформации соединен исполнительным механизмом 21 и блокиратором 35, который в свою очередь через блок 36 задержки времени связан с механизмом 15 вращения теплового экрана 13. Устрановка работает следующим образом. Испытуемый образец 9 закрепляют в захватах 5 и 7. ( Задатчиками 26 и 27 линейных перемещений устанавливают промежуточные и конечную величины удлинения образца 9. Например, конечная величина удлинения образца 9 составляет 50 мм, а промежуточные интервалы удлинения составляют по 10 мм каждый. Каждому промежуточному интервалу удлинения задают промежуточные температуры в температурных зонах А и Б печи 3. Например, в интервале удлинения образца 0-10 мм в зоне А температура составляет 600 С, и в зоне Б-ЗООС, а при удлинении 10-20 мм зоне А составляет температура в , в зоне Б - и т.д. Зад чиком 34 устанавливают заданные ск ройти деформации образца 9 для каж дого из промежуточных интервалов у линения. После включения установки регулирование температуры в печи 3 осуществляется путем нагрева задан ного количества нагревателей 12, ч рез которые при необходимости проп кают хладагент.. Поскольку температурные зоны А и Б изолированы друг от друга теплозащитными выступами 11 и 10 и теплопроводным экраном 13, то в каждой из них поддерживается заданная температура, причем температура поверхности теплопрово ного экрана 1 3 соответствует темпер туре зоны, в которой она находится Неравномерный нагрев испытуемого образца 9 при этом обеспечивается за счет разности температур на поверхностях теплопроводного экрана 13, находящихся в различных температурных зонах А и Б. При достижении заданных начальных температур испытаний, например в зоне А и в зоне Б-ЗОО с, преобразователи 28 и 29 сигналов, поступающих с термопар 30 и 31, подают сигналы на входы блока 32 сравнения. При появлении двух сигналов бло 32 сравнения выдает их разность на вход регулятора 33 скорости деформации, который подает сформированный сигнал на испытательный механизм 21 перепускного клапана 2 который полностью открывается. В р зультате полного открытия перепускного клапана 20 с выхода испол нительного механизма 21 поступает сигнал на свободный вход блока 32 сравнения, снимающего выходной сиг нал на входе регулятора 33 скорост деформации до конца испытаний. При открытии перепускного клапа на 20 включается гидроцилиндр 16, шток 17 которого под действием груза 8, установленного на рычаге 6, начинает перемещаться в гидроцилиндре 16, поворачивая рычаг 6 и нагружаянеравномерно нагретый образец 9 механической нагрузкой. 254 Б результате воздействия тепловой и механической нагрузки происходит растяжение образца 9. При удлинении образца 9 в заданном интервале, например 0-10 мм, с датчика 22 линейных перемещений поступает дискретный сигнал на входы пусковых блоков 24 и 25, с помощью которых автоматически изменяется температура в зоне А с 600 до 650 С, а в зоне Б с 500 до 550 С путем избирательного включения нагревателей 12. При перемещении штока 17 датчик 23 скорости деформации генерирует сигнал на вход регулятора 33 скорости деформации, а датчик 22 линейных перемещений - в пуско;вые блоки 24 и 25. Так как выходной сигнал блока 32 сравнения на входе регулятора 33 скорости деформации снят, дальнейшее регулирование степени открытия перепускного клапана 20 будет осуществляться по сигналу от датчика 23 скорости деформации и сравниваться с сигналом задатчика 34 изменения скорости деформации испытуемого образца 9. Под действием меняющейся тепловой нагрузки в начальный момент нагружения скорость деформации образца 9 отклоняется от величины, заданной задатчиком 34. Сохранение заданного значения скорости деформации образца 9 происходит по сигналу, подаваемому с датчика 23 скорости деформации на регулятор 33 скорости деформации, который воздействует на исполнительный меха- низм 21 , устанавливаюш 1й необходимую степень открытия перепускного клапана 20. В результате этого изменяется величина механической нагрузки на образец 9. Поскольку шток 17 гидроцилиндра 16 непрерывно взаимодействует с нагружающим рычагом 6, происходит непрерывное изменение механической нагрузки в промежуточных интервалах удлинения образца 9 синхронно с изменением его температуры. Величина линей ной деформации образца 9 контролируется датчиком 22 линейных перемещений. Для усиления эффекта неравномерного нагрева теплопроводный экран 13 с помощью механизма 15 вращения поворачивается в подшипниках 14