Установка для испытания материалов на ползучесть и длительную прочность при повышенных температурах Советский патент 1987 года по МПК G01N3/10 

ленных сильфонов 15 и 16 с общими торцами 13 и 14. Сильфоны 15 и 16 образуют на уровне рабочей части образца 4 две герметичные камеры, заполненные инертным газом. На внешней стороне торца 14 установлены два измерительных сильфона 19 и 20, связанных с соответствующими сильфона- ми 15 и 16. Торцы сильфонов 19 и 20 связаны с сердечником и катушкой н- дуктивного датчика. Внутренняя полость 8 образца 4 подсоединяется к механизму 2 нагружения внутренним

1

Изобретение относится к испытательной технике а именно к прочностным испытаниям материалов на ползучесть и длительную прочность натурных образцов при плоском напряженном состоянии, и может быть использовано при определении прочностных свойств конструкционных материалов для реакторостроения.

Целью изобретения является повышение точности измерения поперечного удлинения образца путем компенсации влияния радиационно-термических воздействий.

На фиг.1 представлена установка, общий вид; на фиг.2 - узел 1 на фиг. 1; на фиг.З - узел 11 на фиг,1; на фиг, 4 - вид А на фиг.3.

Установка для испытания материалов на ползучесть и длительную прочность при повышенных температурах содержит механизм 1 нагружения осевой нагрузкой, механизм 2 нагружения внутренним давлением, ампулу 3 с устройством для измерения поперечного удлинения трубчатого образца 4,

Нагружающий механизм I выполнен в виде гидравлического цилиндра 5, который установлен в исследовательском канале 6 ядерного реактора так, что между цилиндром 5 и каналом 6 образуется герметическая полость, которая заполняется, как правило, газовой инертной средой.

Механизм 2 нагружения образца 4 внутренним давлением с помощью трубопровода 7 соединен с внутренней подавлением. Поперечное удлинение образца, 4 вызывает уменьшение объема камеры 17, Поскольку камеры 17 и 18 находятся в одинаковых радиационно- термических условиях, то происходит автоматическая компенсация влияния радиационно-термических воздействий на точность измерения. Вытесненная из камеры 17 среда по отверстиям в торце 14 поступает в сильфон 19 и перемещает на некоторую величину его Торец и связанный с ним сердечник индуктивного датчика, 4 ил.

лостью 8 испытуемого трубчатого образца 4, Сменная ампула 3 включает в себя корпус 9, активный и пассивный захваты 10 и 11, нихромовый

электрический нагреватель 12, расположенный на уровне образца 4 на корпусе ампулы 3. Активный захват 10 соединяет образец 4 со штоком гидравлического цилиндра 5, Между общиM j торцами 13 и 14 установлены два коаксиальных герметичньк сильфона 15 и 16, образующие на уровне рабочей части образца 4 две герметичные камеры 17 и 18, заполненные инертным

газом. На внешней стороно общего торца 14 расположены два измерительных сильфона 19 и 20, связанные с соответствующими камерами 17 и 18 специальными отверстиями. К торцам сильфонов 19 и 20 крепятся скобы 21 и 22, соединенные посредством проволочных тяг 23 и 24 с индуктивным датчиком 25 линейных перемещений.

Конструктивно датчик 25 линейных перемещений ) в шолнен следующим образом. Катушка 26 датчика 25 размещена- на подвижной каретке 27, которая перемещается на направляющих роликах 28 - 30 и связана с противовесом 31 нитью 32, переброшенной через колесо 33, закрепленное с помощью оси 34 и кронштейна 35 па корпусе нагр ужающего механизма 1 . Сердечник 36 датчика 25 соединен нитью 37 с кареткой 38, которая может перемещаться на направляющих роликах 39-41. В свою очередь ка

31

ретка 38 снабжена противовесом 42 и связана с ним с помощью гибкой нити 43, переброшенной через колесо 44, закрепленное на корпусе нагружающего устройства с помощью оси и кронштейна.

Установка работает следующим образом.

Нагружающий механизм 1 вместе с подсоединенной к нему сменной ампулой 3 устанавливается в канале 6 реактора и герметично на нем крепится. При этом испытуемый образец 4 размещается на уровне центра активной зоны реактора. Герметичную полость канала 6 заполняют газовой инертной средой, например гелием. Внутренняя полость образца 4 подсоединяется с помощью трубопровода 7 к механизму 2 нагружения образца 4 внутренним давлением. При работе реактора на номинальной мощности образец 4 нагревается до температуры эксперимента за счет радиационного энерговьщеления и с помощью нагревателя 12, укрепленного на корпусе 9 сменной ампулы 3. Регулирование и точное поддержание температуры на рабочей части образца 4 производитс по показаниям приборов, связанных с термопарами (не показаны) за счет изменения давления газовой среды в канале бис помощью изменений напржения на нагревателе 12.

После достижения на образце 4 тем-35 тушка 26 датчика 25. При смещении пературы опыта к гидравлическому ци- торца сильфона 20 под действием про- линдру 5 под давлением подводится ра- тивовеса 30, с которым каретка 27 бочая жидкость и через активный зах- связана гибкой нитью 32, перемещает- ват 10 растягивающее усилие передает- ся и указанная каретка 27 вместе с ся на образец 4. От механизма 2 наг- 40 ружения образца 4 внутренним давлением по трубопроводу 7 и активному захвату 10 в полость 8 образца 4 по- - дается под давлением газовая среда. Сочетание различных растягивакяци х усилий и внутреннего давления в экспериментах дает возможность получить на образце 4 сложное напряженное состояние с различным соотношением главных напряжений.50

Под воздействием радиационных излучений, высокой температуры и механических нагрузок происходит деформирование образца 4 в окружном и осевом направлениях. Измерение попереч- 55 лучения и осевой деформации на точного удлинения осуществляется с по- ность измерения. Контроль и подбор мощью тензометра ампулы 3 с индуктив- сипьфонов по жесткости при сборке ным датчиком 25 линейных перемещений. уменьшает погрешность измерений.

катушкой 26. В этом случае на такую же величину смещается и сердечник 36 поскольку он имеет аналогичную связь с сильфоном 19. Тогда относительное перемещение катушки 26 и сердечника 45 26 и сердечника 36 равно нулю. Таким образом, тензометр с индуктивным датчиком 25 регистрирует только изменения окружных размеров испытуемого трубчатого образца 4.

Уменьшение погрешности при измерении поперечного удлинения образца 4 обусловливается тем, что происходит автоматическая компенсация влияния изменения температуры, параметров обo

Поперечное удлинение испытуемого образца 8 вызьшает уменьшение объема камеры 17. Поскольку камеры 17 и 18 находятся в одинаковых радиационно- термических условиях, то происходит автоматическая компенсация влияния р адиационно-термических воздействий на точность измерения. Вытесненная из камеры 17 газовая среда по отверстиям в торце 14 поступает в сильфон 19 и перемещает на некоторую величину его торец. Торец сильфона 19 соединен скобой 21 и тягой 23 с кареткой 3.8. При изменении положения тор5 ца сильфона 19 каретка 38 перемещается на направлякицих роликах 39 - 41 вниз и сдвигает в катушке 26 сердечник 36, связанный с кареткой 38 нитью 37.

0.

При осевой деформации образца 4 камеры 17 и 18, образованные сильфо- нами 15 и 16, в одинаковой мере увеличивают свой объем вследствие удди нени. упомянутых сильфонов 15 и 16 на одинаковую величину, равную осевой деформации образца 4. Вытесненный из .сильфонов 19 и 20 газ в результате увеличения объема перемещается в полости 17 и 18, и торцы сильфонов 19 и 20 смещаются на одинаковую высоту вверх. Торец сильфона 20 связан скобой 22 и тягой 24 с кареткой 27, на которой установлена ка0

тушка 26 датчика 25. При смещении торца сильфона 20 под действием про- тивовеса 30, с которым каретка 27 связана гибкой нитью 32, перемещает- ся и указанная каретка 27 вместе с

учения и осевой деформации на точность измерения. Контроль и подбор сипьфонов по жесткости при сборке уменьшает погрешность измерений.

катушкой 26. В этом случае на такую же величину смещается и сердечник 36, поскольку он имеет аналогичную связь с сильфоном 19. Тогда относительное перемещение катушки 26 и сердечника 26 и сердечника 36 равно нулю. Таким образом, тензометр с индуктивным датчиком 25 регистрирует только изменения окружных размеров испытуемого трубчатого образца 4.

Уменьшение погрешности при измерении поперечного удлинения образца 4 обусловливается тем, что происходит автоматическая компенсация влияния изменения температуры, параметров об5 13

Формула изобретения Установка для испытания материалов на ползучесть и длительную прочность при повышенных температурах, содержащая механизмы для нагружеиия трубчатого образца осевой нагрузкой и внутренним давлением, ампулу, размещенные .в ней активный и пассивный захваты, соединенные с механизмами нагружения, устройство для измерения поперечного удлинения трубчатого образца и связанный с ним индуктивный датчик, выполненный в виде сердечника и катушки, отличающаяся тем, что, с целью повыLJ-i

06816

шения точности, устройство для измерения поперечного удлинения трубчатого образца выполнено в виде двух коаксиальных герметичных сильфонов с С общими торцами и двумя соосными отверстиями для размещения в них образца и двух измерительных сильфонов, установленных на одном из торцов коаксиальных сильфонов, полость JO каждого из последних сообщена с полостью, соответствующего измерительного сильфона, а свободные торцы измерительных сильфонов связаны соответственно с сердечником и катушкой f5 индуктивного датчика.

срие.1

ВидА

фаг.

Редактор Я.Овсянникова

Составитель Б,Грабов Техред А.Кравчук

Заказ 1882/38Тираж 777П одписное

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

ф1/л4Корректор А.Тяско

Изобретение может быть исполь- зов.ано для испытаний материалов на полззгчесть и длительную прочность при повышенных температурах. Цель изобретения - повышение точности измерения поперечного удлинения трубчатого образца. Устройство для измерения поперечного удлинения образца состоит из двух коаксиально установ(Л со а 00