Устройство для испытания образцов на термическую усталость Советский патент 1987 года по МПК G01N3/60 

1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания образцов на термическую усталость.

Цель изобретения - повышение точности испытания за счет обеспечения синхронности работы элементов устроства.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - узел изменения жесткости силового контура; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Устройство содержит силовой кон

тур, выполненный в виде основания 1 и закрепленных на нем колонн 2, на которых установлены неподвижные 3 и 4 и подвижная 5 траверсы. На траверсах 4 и 5 установлены захваты 6 и 7, каждый из которых выполнен в виде по лусферических шайб 8 и 9 и гаек 10 и 11. Захваты 6 и 7 предназначены для крепления испытуемого образца 12. Траверса 4 электрически изолирована от колонн 2 с помощью втулок 13, изготовленных из диэлектрических материалов .

Приспособление для нагрева образца 12 выполнено в виде трансформатора 14, вторичная обмотка 15 которого подсоединена к образцу 12, а первичная обмотка 16 через блок 17 регулирования температуры и блок 18 сопряжения соединена с электронным блоком 19 управления испытаниями, состоящим, например, из вычислительной машины. Приспособление для охлаждения выполнено в виде источника (не показан) сжатого воздуха, связанного с образцом 12 через трубки 20 и 31. На образце 12 закреплена термопара 22, подключенная через потенциометр 23 и вольтметр 24 к блоку 18 сопряжения. На образце 12 закреплен также датчик 25 деформации, связанный через преобразователь 26 сигналов, самописец 27 и вольтметр 28 с блоком 18 сопряжения. Узел изменения жесткости силового контура вьшолнен в виде электромагнитов 29, магнитопровод каждого из которых состоит из трех соосных дисков 30-32 с канавками 33 и 34 на их смежных поверхностях. В канавках 33 и 34 размещены обмотки 35 и 36

t5

20

25

Устройство работает следующим образом.

Включают электронный блок 19 управления испытанием, который через блок 41 регулирования жесткости подает в обмотки 35 и 36 электрический ток, величина которого обеспечивает положение крайних дисков 30 и 32 на одинаковом расстоянии от среднего диска 31. Такое положение дисков 30- 32 обеспечивается за счет уравновешивания магнитных полей, возникающих между крайними 30 и 32 и средним 31 дисками, вследствие того, что обмотки 36, размещенные в канавках 33 среднего диска 31, намотаны в одну сторону и встречно обмоткам 35, размещенным в канавках 33 крайних дисков 30 и 32. При таком положении подвижной траверсы 5 закрепляют испытуемый образец 12 с помощью полу- 35 сферических шайб 9 и 8 и гаек 10 и 11 в захватах 6 и 7. Последующее нагружение образца 12 осуществляется за счет его температурной деформации силовым контуром устройства. Через блок 18 сопряжения, блок 17 регулирования температуры и трансформатор 14 пропускают через образец 12 электрический ток, вследствие чего образец 12 нагревается. Температура его измеряется термопарой 22, регистрируется потенциометром 23 и вольтметром 24 и передается через блок 18 сопряжения в электронный блок 19 управления испытаниями, где сравнивается с заданными значениями. При различии фактической температу)ы и заданной через блок 17 регулирования температуры подаются команды на включение или отключение трансфор30

40

45

50

электромагнитов. В дисках 30-32 вьшол-55матора 14. Охлаждение образца 12

нены сквозные отверстия 37-39, в ко-производится сжатым воздухом, постоторых размещен участок соответствую-янно продуваемым через него, что

щей колонны 2. Крайние диски 30 и 32обеспечивает регулирование термичес10

t5

20

25

жестко связаны между собой оправкой 40, соединенной с подвижной траверсой 5, и установлены с возможностью перемещения вдоль оси колонн 2. Средний диск 31 жестко закреплен на колонне 2, Обмотки 36, размещенные в канавках 34 среднего диска 31, намотаны в одну сторону и встречно обмоткам 35, размещенным в канавках 33 крайних дисков 30 и 32. Узел изменения жесткости связан через блок 41 регулирования жесткости с электронным блоком 19 управления испытанием.

Устройство работает следующим образом.

Включают электронный блок 19 управления испытанием, который через блок 41 регулирования жесткости подает в обмотки 35 и 36 электрический ток, величина которого обеспечивает положение крайних дисков 30 и 32 на одинаковом расстоянии от среднего диска 31. Такое положение дисков 30- 32 обеспечивается за счет уравновешивания магнитных полей, возникающих между крайними 30 и 32 и средним 31 дисками, вследствие того, что обмотки 36, размещенные в канавках 33 среднего диска 31, намотаны в одну сторону и встречно обмоткам 35, размещенным в канавках 33 крайних дисков 30 и 32. При таком положении подвижной траверсы 5 закрепляют испытуемый образец 12 с помощью полу- 35 сферических шайб 9 и 8 и гаек 10 и 11 в захватах 6 и 7. Последующее нагружение образца 12 осуществляется за счет его температурной деформации силовым контуром устройства. Через блок 18 сопряжения, блок 17 регулирования температуры и трансформатор 14 пропускают через образец 12 электрический ток, вследствие чего образец 12 нагревается. Температура его измеряется термопарой 22, регистрируется потенциометром 23 и вольтметром 24 и передается через блок 18 сопряжения в электронный блок 19 уп равления испытаниями, где сравнивается с заданными значениями. При различии фактической температу)ы и заданной через блок 17 регулирования температуры подаются команды на включение или отключение трансфор30

40

45

50

кого цикла как на стадии нагрева, так и на стадии о ;лаждения за счет изменения температуры образца 12,

Изменение длины образца 12 фиксируется датчиком 25 деформации, с по- мощью преобразователя 26 преобразуется в электрический сигнал. Указанный сигнал измеряется вольтметром 28 регистрируется самописцем 27 и подается в блок 18 сопряжения и элект- ронный блок 19 управления испытанием где он сранивается с сигналом, характеризующим заданную величину деформации образца 12, Разность этих сигналов подается на блок А1 регули- рования жесткости, где происходит его усиление и преобразование в электрический ток, подаваемый на обмотки .35 и 36 электромагнитов. В результате изменения магнитных полей между дисками 30-32 изменяется усилие, с которым крайние диски 30 и 32 стремятся к положению равновесия, т.е. жесткость устройства в процессе испытания плавно увеличивается или уменьшается, регулируя изменение деформации образца 12. Плавное измене- нение жесткости силового контура устройства в процессе испытания повышает его точность за счет обеспечения заданного термодеформационного цикла образца. Циклический нагрев и охлаждение образца 12 продолжают до его разрушения, а количество термических циклов, необходимое до раз- рушения образца 12, служит критерием термической усталости испытуемого материала.

Формула изобретения

1.Устройство для испытания образцов на термическую усталость, содержащее силовой контур, вьшолненный в виде основания и закрепленных на нем колонн с подвижной и неподвижной траверсами, захваты для крепления образцов, приспособление для нагрева и охлаждения, регулятор температуры

и узел изменения жесткости силового контура, отличающееся тем, что, с целью повышения точности испытания, узел изменения жесткости силового контура вьшолнен в виде электромагнитов, магнитопровод каждого из которых состоит из трех соосны дисков с канавками на смежных поверхностях, в которых размещены обмотки электромагнитов, и со сквозными осевыми отверстиями, в которых размещен участок соответствующей колонны, крайние диски жестко связаны между собой и установлены с возможностью перемещения вдоль оси колонны а средний диск жестко закреплен на колонне.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обмотки размещенные в канавках среднего диска, намотаны в одну сторону и встречно обмоткам, размещенным в канавках крайних дисков , а устройство снабжено электронные блоком

, связанным жесткости

узлом силового

12

20

Фиг.З

Редактор И.Николайчук

Составитель В.Гриненко

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо

7257/40

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам, для испытания образцов на термическую усталость. Устройство позволяет повысить точность испытания. Для этого устройство содержит силовой контур в виде основания 1 и закрепленных на нем колонн 2 о, с траверсами 3-5, приспособление для нагрева и охлаждения и узел изменения жесткости силового контура. Узел изменения жесткости силового контура выполнен в виде электромагнитов 29, магнитопровод каждого из которых состоит из трех основных дисков 30-32 с канавками 33 и 34 на их смежных поверхностях. В канавках 33 и 34 размещены обмотки 35 и 36 электромагнитов. Крайние диски 30 и 32 жестко связаны между собой и соединены с траверсой 5, а средний диск 31 жестко закреплен на колонне 2. В процессе испытаний крайние диски 30 и 32 перемещаются в ту или иную сторону относительно диска 31, что пpивoдliт к изменению жесткости устройства и изменению деформации образца 12. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. OJO 3l3ff3632 /./..... J...LU.33. s (Л с fuz.2