Способ испытаний образца на прочность при низких температурах Советский патент 1990 года по МПК G01N3/18 

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

Цель изобретения - повыпение экономичности при испытании образцов с концентраторами напряжений путем уменьшения расхода хладагента и cor. кращения времени испытаний.

На фиг.1 представлена схема устройства, с помощью которого реализуется предлагаемый способ; на фиг.2 - зависимость средних разрушающих напряжений от величины Н.

На образец 1 устанавливается крио- камера 2 с высотой внутренней полости не менее удвоенного диаметра образца в сечении без концентратора. Криокамера 2 имеет уплотнение 3 из теплоизолирующего материала и крепится на образце с помощью упругих элементов 4.

Способ осуществляют следующим образом.

Криокамеру 2 с помощью упругих элементов 4 закрепляют на образце 1 так, что ослабленное сечение образца находится в середине ее внутренней полости (фиг.1). Образец устанавливается в захватах испытательной машины, после чего криока- меру заполняют хладагентом (жидким азотом, жидким водородом, твердой углекислотой, охлажденными смесями на основе бензина или спирта и т.пК Уплотнение 3, предусмотренное в нижней части криокамеры, препятствует истечению хладагента. Температуру в криокамере контролируют общепринятыми способами (термопарами, термометрами). Время выдержки образца при заданной температуре регламентируется ГОСТом. Образец с закрепленной на нем криокамерой нагружают в испытательной машине до разрушения.

В отличие от гладких образцов прочность образцов, содержащих кон(/

СП

со

00

о со ел

Центраторы напряжений, определяется фокальным поведением материала в ионе концентрации. К моменту разрушения в области вершины концентратора возникает предельное напряженно- деформированное состояние, зависящее От размеров образца, формы и размеров концентратора и механических Свойств испытываемого материала. Многочисленные исследования напряженно- деформированного состояния с помощь метода фотоупругости и численные расчеты на ЭВМ показывают, что при на- ружении вплоть до момента разруте- рия протяженность зоны возмущения Йоля напряжений от концентратора в Каждую сторону от концентратора не Ьревышает толщины (диаметра ) испытываемых образцов в зоне без концентра тора.

Для проверки предлагаемого способ Проведен эксперимент. Испытывают на растяжение две серии цилиндрических образцов диаметром 22 мм из стали Ст. 3. В срединной плоскости образцов резцом наносят острый V-образный надрез с- радиусом при вершине 0,1 мм и глубиной а 3 и 7 мм. Испытания проводят в жидком азоте (при температуре 77 К). Вначале испытывают образцы, целиком погруженные в жид

0

5

n

5

0

кий азот. Затем испытывают образцы по предлагаемому способу, изменяя параметр Н (фиг.1). Каждое испытание повторяют 3-5 раз. Результаты испытаний (фиг,2) приведены в виде зави- симости средних разрушающих напряжений по ослабленному сечению 6 от параметра Н. Как видно из графика, увеличение охлаждаемой до заданной температуры части образца в диапазоне Н 2D не приводит к изменению величины 6 Точками со стрелками обозначены разрушающие напряжения образцов, целиком погруженных в хладагент.

Формула изобретения

Способ испытаний образца на прочность при низких температурах, заключающийся в том, что воздействуют на образец осевой нагрузкой и охлаждают хладагентом рабочую часть образца, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности при испытании образцов с концентратором напряжений на рабочей части, длину охлаждаемой рабочей части выбирают не менее удвоенного диаметра образца в сечении без концентратора, который расположен в середине рабочей части.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение экономичности при испытании образцов с концентраторами напряжений путем уменьшения расхода хладагента. Криокамеру устанавливают на образце так, чтобы концентратор напряжений находился посередине. Подают хладагент, выдерживают заданное время и погружают до разрушения. При этом внутренний размер камеры не превышает удвоенного диаметра образца в сечении без концентратора. 2 ил.

G ffffa

BOO

5OO

ЬОО

5OO