Устройство для прочностных испытаний образца Советский патент 1989 года по МПК G01N3/60 

1

(Л

Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - приближение условий испытаний к условиям эксплуатации патрубков высокого давления путем создания в образце сложного напряженного состояния. Устройство содержит обойму, на внутренней поверхности которой расположены упоры, жестко связанные с образцом. Материалы упоров и обоймы имеют различные коэффициенты термического расширения, количество и расположение упоров выбирается из обеспечения заданного напряженного состояния, а размеры упоров и обоймы-из условия обеспечения заданной нагрузки. 8 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.

Цель изобретения - приближение условий испытаний к условиям эксплуатации патрубков высокого давления

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство при обеспечении осевых нагрузок; на фиг,2 - то же, вид сверху; на фиг„3 - устройство при обеспечении осевых и изгибающих нагрузок; на фиг.4 - то же, вид сверху; на фиг о 5 - устройство при обеспечении изгибающей нагрузки; на фиг.6 - реализация сложного напряженного состояния; на - устройство при обеспечении крутящей нагрузки; на фиго8 - разрез А-А на фиг,7,

Устройство содержит обойму 1, на внутренней поверхности которой установлены упоры 2,4,5,6,7,11 и 12,предназначенные для жесткой связи с наружной поверхностью образца 3 и выполненные из материала с коэффициен- .том термического расширения, отличным от коэффициента термического расширения обоймы.

Обойма 1 может быть выполнена в виде замкнутого элемента любой формы, количество упоров может быть различным 0 Количество и расположение упоров выбирается исходя из заданного напряженного состояния.

Устройство работает следующим об- разом.

Сжатие образца можно осуществить, как показано на фиг.1 и 2. Обойма 1 выполнена из перлитной стали, например - 1 5Х2НМФА с коэффициентом объ12

$ь

эо со со

g

емкого расширения

а упоры

2 - из аустенитной стали, например 08Х18Н10Т с коэффициентом объемного

31

термического расширения 17,. Материал образца может быть различным В этом случае образец будет при нагреве всей системы сжиматься. Be- личину сжатия также можно задавать. Например, если принять длину упоров равной 100 мм, то при нагреве на 100°С образец будет сжат примерно на 0,1 мм, если принять образец, как уп ругое тело с малой жесткостью. Если длину упоров принять по 1000 мм и соответственно задать размеры обоймы то разность температурных удлинений соответствующих участков обоймы и од ного упора составит более 0,5 мм при нагревании всей системы на 100 С В зависимости от коэффициента термического расширения образца величина сжатия может несколько колебаться. Когд надо создать растяжение образца, материал обоймы берут с коэффициентом, большим коэффициента объемного расширения материала упоров. Упоры могу располагаться в непосредственной бли зости один от другого или на заданном расстоянии. Величина нагрузки будет зависеть не только от коэффициен

тов объемного расширения, а и от размеров обоймы и длины упоров. Нагре- 30 вая и охлаждая систему, можно провести циклические нагружения образца. На фиг.З и 4 показан вариант использования способа, когда дополнительно к сжимающим (растягивающим) нагруз- $$ кам, которые создаются упорами 2, создаются и изгибающие нагрузки упором 40 Упоры 2 поставлены на расстоянии один от другого и создают местные нагрузки на Область образца в районе шва ДО 10. На фиго5 показана возможность создания изгибающих нагрузок на образец с помощью упоров 5, 6 и 7. Коэффициенты объемного расширения металла обоймы и упоров такие, как указано выше. На фиг.6 показана возможность увеличения изгибающих нагрузок за счет удлинения упора 4, а также возможность создания осевых нагрузок на внутреннюю трубу 9 образца 3 установкой дополнительного упора 8 по оси образца. На фиг.7 и 8 показана возможность создания крутящих изгибающих нагрузок. Для этого образец крепят к обойме 1, снабжают его выступом 13, а в выступ упирают упор 12. Материал обоймы и упоров такой, как указано выше. При нагреве системы упор 12 удлиняется больше, чем обойма,и воздействует на выступ 1-3. От этого образец закручивается и изгибается. Если образец на внешнем конце снабдить опорой скольжения, то его можно нагрузить только крутящим моментом. Могут быть и другие варианты нагружения образцов.

Формула изобретения

Устройство для прочностных испытаний образца, содержащее термонагру- жатель, включающий обойму, предназначенную для схватывания образца, отличающееся тем, что, с целью приближения условий испытаний к условиям эксплуатации патрубков высокого давления путем создания в образце сложного напряженного состояния, оно снабжено установленными на внутренней поверхности обоймы упорами, предназначенными для жесткой связи с наружной поверхностью образца и выполненными из материала с коэффи- циентом термического расширения, отличным от коэффициента термического расширения обоймы.

Фиг.1

8 Ю з

г 1

фиг. 3

Фиг. 2

Фиг.4

5 3

8

Фиг.5

i.

f2

Фиг. 7

f2

11

Ю

Фиг.6

1д

- f3

г

М