Способ определения механических характеристик материала изделий типа труб Советский патент 1987 года по МПК G01N3/307 

1 .13

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения упругих характеристик материала напорных трубопроводов, изготовленных из пластмасс.

Целью изобретения является повышение точности определения модуля упругости материала напорных трубопроводов путем приближения условий испытаний к эксплуатационным и обеспечения высоких скоростей нагруже- ния.

На фиг.1 изображена схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - зависимость модуля упругости от скорости распространения волны давления.

К выходному патрубку резервуара 1 с рабочей жидкостью подсоединена испытуемая труба 2, на входе и выходе -которой закреплены датчики 3 и 4 давления типа ДД-10 и тензодатчики 5 и 6, которые подключены к соответствующим каналам усилителя 7, выходы которого подключены к многоканальному шлейфовому осциллографу 8. На выходе испытуемой трубы 2установлен электромагнитный кран 9, На испытательном участке стенда в качестве исследуемого объекта закрепляют напорную трубу 2 из полиэтилена. На стенде могут испытьшаться все типы труб, изготовленных из полиэтилена: легкие, средние и тяжелые в отрезках номинальной длины 1 (6,8,10 и 12м), Резервуар 1 заполняют рабочей жидкостью. Электромагнитный кран 9 закрыт. Измерительная аппаратура подготовлена к работе.

С пульта управления подают напряжение на электромагнитный кран. Он открывается, и жидкость движется по трубе 2. При достижении заданной скорости от 5 до 6 м/с в конце трубы 2 закрьшают электромагнитный кран 9 в течение 0,02 - 0,03 с. Тогда скорость частиц жидкости, натолкнувшихся на кран 3, погашена, а их кинетическая энергия переходит в работу деформации стенок трубы 2 и жидкости. При этом труба 2 растягивается, а жидкость сжимается в соответствии с повышением давления в трубе 2 в пределах от 17 до 21 кг/см. Гидравлический удар в трубе 2 является быстропротекаю- щим периодическим процессом, который сопровождается ее упругими деформациями ,

0683 ,2

Скорость распространения гидравлического удара (скорость распространения лба волны повьш1ения давления) описывается выражением

fT

1

V, .-S-.-|.

где Е. - модуль объемной упругости

жидкости; Е - модуль упругости материала

стенок трубы 2; d - внутренний диаметр трубы 2;

2 - толщина стенок трубы 2, Как видно, для данной жидкости

Г - f Г..1- . -SJL С - f ( J , g-- ) ,

т.е. скорость распространения волны давления не зависит от характера возмущений ,

Тогда изучаемый модуль упругости материала исследуемой стенки трубы 2 определяется как

Е. f (с),

так как d, 1 - геометрические размеры трубы 2, Е , - модуль объемной упругости жидкости в процессе эксперимента являются постоянными и извест- ными величинами,

С помощью датчиков 3 и 4 давления измеряют;скорость распространения волны давления жидкости в трубе

2 и по ней оценивают модуль упругости материала трубы 2.

Изменяя скорость протекания жидкости по трубе 2 путем изменения давления наддува в резервуаре 1, задают необходимую интенсивность наг- ружения, поскольку чем больше.эта скорость, тем больше амплитуда волны давления. Измеренные значения де- 4 ормации трубы 2 дают дополнительные сведения о механических свойствах материала.

Условия испытаний максимально приближены к условиям работы напор- ных трубопроводов, что обеспечивает естественную схему нагружения - . обьемную с интенсивными градиентами нагружения.

Формула изоб ретения

Способ определения механических характеристик материала изделий типа труб путем создания в трубе волны

31310683

давления испытательной среды, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определения модуля упругости материала напорных

жи т

трубопроводов, в качестве испытатель- кости в трубе, по которой определяной среды используют жидкость, волну

ют модуль упругости материала трубы.

т

л

У

г Сс

2W 2ff0 3W Ш W T7ff

Фиг.2

Составитель Л.Овсянникова

Редактор К.Волощук Техред А.Кравчук

Заказ 1882/38 Тираж 777Подписное

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

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

давления создают путем пропускания жидкости по трубе и полного перекрытия ее выхода и измеряют скорость распространения волны давления жидют модуль упругости материала трубы.

л

У

т

г Сс

Корректор Г.Решетник

Изобретение относится к методам определения упругих характеристик материала напорных трубопроводов из пластмасс и позволяет повысить их точность путем приближения условий испытаний к эксплуатационным. Открывают электромагнитный кран 3 и жидкость из резервуара 1 движется по испытуемой трубе 2, При достижении заданной скорости жидкости резко закрывают кран 3, при этом в трубе 2 образуется волна давления жидкости, растягивающая стенки трубы 2, Модуль упругости Е материала стенок трубы 2 является функцией скорости С распространения волны давления жидкости при постоянных геометрических размерах трубы 2 и модуле упругости жидкости, поэтому для оценки Е измеряоот С с помощью датчиков 3 и 4 давления. 2 ил. (О :ж Ж 05 ОО OQ 1. сриг.1