Способ испытания материалов на релаксацию напряжений при кручении и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01N3/22 

и

со со

сд

00

с упругим элементом 12, источником 1А питания и сигнальной лампой 15 образуют сигнальную цепь 13. Изменение усилий сжатия образцов 16 ма- т€;рналов периодически определяют в момент разрыва сигнальной цепи 13 по линии 7 контакта, когда гаснет

сигнальная лампа 15, путем воздействия упругого элемента 12 силоиз- мерителя 11 на торцы толкателей 8, а по изменениям усилий судят о процессе релаксации напряжений в образцах 16 материалов. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет изучать процесс релаксации напряжений в различных материалах при их кручении. Цель изобретения (способа) - упрощение испытаний. Используют образец материала в форме винтовой пружины, а нагружение осуществляют приложением сжимающей в осевом направлении нагрузки. Цель изобретения (устройства) - упрощение испытаний и повышение точности определения релаксации напряжений. Образцы 16 материалов размещают между двумя параллельными плитами 3, 4, которые одним концом упираются в торцы толкателей 8, расположенных с возможностью перемещения в отверстиях плиты 3 и с возможностью контактирования с ней утолщенными концами по линиям 7. Боковая поверхность неутолщенных частей толкателей и торцы их утолщенных концов покрыты диэлектриком. Плитами 3 и 4 деформируют образцы 16 и жестко соединяют между собой стяжками 5. Плиты 3 и 4, стяжки 5 и толкатели 8 выполнены из электропроводного материала, они вместе с упругим элементом 12, источником 14 питания и сигнальной лампой 15 образуют сигнальную цепь 13. Изменение усилий сжатия образцов 16 материалов периодически определяют в момент разрыва сигнальной цепи 13 по линии 7 контакта, когда гаснет сигнальная лампа 15, путем воздействия упругого элемента 12 силоизмерителя 11 на торцы толкателей 8, а по изменениям усилий судят о процессе релаксации напряжений в образцах 16 материалов. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам изучения процесса релаксации напряжений в различных материалах и устройствам их реализациио

Цель изобретения - упрощение испытаний и повышение точности определения релаксации напряжений.

Способ осуществляют следующим образом.

Из материала, предназначенного для испытания, изготавливают проволо ку с круглым поперечным сечением. Из проволоки навивают образец в форме винтовой цилиндрической пружины. Пружину нагружают осевой силой и выдерживают при постоянйой деформации, при которой материал образца испытывает кручение.

Измеряют изменение нагрузки во времени и по ней судят о процессе . релаксации напряжений, который происходит в образце испытуемого материала. Параметры образца испытуемого материала выбирают следующими: t l,,8d, где d - диаметр поперечного сечения пррволоки; t - шаг витков образца; D - средний диаметр витков образца. Такие параметры образца обеспечивают возможность варьировать в широком диапазоне величину начальных касательных напряжений при кручении и практически исключить влияние на релаксацию касательных напряжений при крушении напряжений от изгиба, растяжения и сдвига материала образца.

Пример. Из углеродистой стали марки 70 и нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т изготовили проволоку диаметром d 0,8 мм. Из проволоки навили образцы материалов с параметрами t 1,44 мм и D . 3,84 мм, что обеспечило возможность достижения касательных напряжений при кручении до 1100 МПа„

В таблице приведены значения ре- 5 лаксации касательных напряжений при их начальной величине 350 МПа.

-25

При этом образцы материалов испытывали в среде хладона 22 с маслом ХФ22-24 при ,

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит стол 1 с приводом. 2, две параллельные плиты 3 и 4 из электропроводного материала, стяжки 5 для жесткого соединения плит 3 и 4 и ограничители 6 расстояния между ними. Плита 3 имеет отверстия, а плита 4 расположена на столе 1.

Устройство содержит также проходящие через отверстия в плите 3 с возможностью перемещения и контактирования коническими утолщенными концами с ней по линии 7 толкатели 8 из электропроводного материала. Боковая поверхность неутолщенных частей толкателей 8 и торцы их утолщенных концов покрыты диэлектриком 9 и 10, например нитридом бора.

Кроме того, устройство содержит силоизмеритель 11 с упругим элементом 12, которого касается торец rie- утолщенной части толкателя 8, и электрическую сигнальную цепь 13 с источником 14 питания и сигнальной

naNmoli 15, замыкающуюся концами через плиты 3 и 4, толкателя 8 по линии 7 и стяжки 5, выполненные из электропроводного материала.

Устройство работает следуюршм образом.

Образпдз 16 материалов размещают между плитой 4 и торцами утолщенных частей толкателей 8. Между плитами размещают ограничители 6 и плиты содиняют жестко стяжками 5. При этом образцы 16 материалов приобретают неизменную во времени деформацию и, соответственно, начальные значения касательных напряжений кручения.

Деформированные образцы 16 материалов с плитами 3 и 4 помещают в термокамеру (не показана) с газовой или жидкой рабочей средой и выдерживают в ней.

Периодически приспособление из плит 3 и 4 с образцами 16 устанавливают на стол 1, включают привод 2 и подводят торец неутолщенной части соответствующего толкателя 8 к упругому элементу 12 до их касания.

При этом сигнальная электрическая цепь 13 замыкается и загорается сигнальная лампа 15.

Дальнейшее перемещение стола 1 приводит к возрастанию нагрузки, действующей со стороны упругого элемента 12 на соответствующий толкатель 8. При некоторой нагрузке происходит деформирование образца 16 и разрыв сигнальной цепи 13, так как контакт по линии 7 нарушается. Лампа 15 гаснет, а величина соответствующей нагрузки фиксируется силоизме рителем 11.

Аналогичные период1-гческие измерения нагрузки позволяют просто и с высокой точностью исследовать процесс релаксации напряжений, ко991586

торый протекает в образцах 16 материалов при различных уровнях начальных напряжений, при различных температурах и влиянии на образцы рабочих газовых или жидких сред.

Формула изобретения

10 1. Способ испытания материалов на релаксацию напряжений при кручении, заключающийся в том, что в образце материала создают касательные напряжения путем его механического

15 нагружения и измеряют изменение нагрузки во времени, отличающийся тем, что, с целью упрощения испытаний, используют образец в форме винтовой цилиндрической пру20 жины, а нагружение осуществляют приложением сжимающей в осевом направле- НИИ нагрузки.

2 о Устройство для испытания материалов на релаксацию напряжений

25 при кручении, содержащее две параллельные и жестко соединенные между собой плиты из электропроводного материала, одна из которых имеет отверстия, и проходяр1ие через них с

30 возможностью перемещения и контактирования с поверхностью этой плиты толкатели из электропроводного материала с утолще}шыми концами, обращенными к другой плите и предназначенными для взаимодействия своими торцами с образцами материалов, отличающееся тем, что, с целью упрощения испытаний и повы- щения точности определения релакса4Q ции напряжений, контактирующая с плитой поверхность конца толк.ателя выполнена конической, а боковая поверхность неутолщенных частей толкателей и торцы их утолщенных концов покрыты диэлектриком.

35