Способ испытания материала на циклическую трещиностойкость Советский патент 1990 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытаниям, а именно к способам испытания материалов на циклическую трещино- i стойкость.

Цель изобретения - повышение точности испытаний при температуре, отличной от комнатной.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство для осуществления предлагаемого способа выполнено следующим образом.

На лобовой грани образца 1, размещенного в испытательной камере 2, установлены по разные стороны от надреза элементы контактора, включающие держатель 3 с жестко закрепленной в нем упругой пластиной 4 и кронштейн 5, в резьбовом отверстии которого

установлен контактный шток 6, фиксируемый в заданном положении контргайкой 7. Для крепления контактных проводов 8 к упругой пластине 4 и контактному штоку 6 служат соответственно винт 9 и гайка 10. Держатель 3 и кронштейн 5 установлены на образце 1 через диэлектрические прокладки 11. Вывод проводов 8 из испытательной камеры 2 осуществлен через гермовводы 12. Электрическая цепь устройства содержит резистор 13, стабилизированный источник 14 питания, ключ 15 и регистрирующий прибор - двухкоординатный самописец 16.

Кроме того, устройство содержит средства цля измерения модуля упругости.

Способ осуществляют счедуюцим образом.

СП

оо со

СЛ

00

Определяют модули Е, и Е упругости материала при комнатной температуре и температуре испытания. Перед проведением испытания в заданных условиях образец нагружают при комнатной температуре усилием Pff-, равным максимальной нагрузке цикла предстоящего испытания. Измеряют произвольным инструментом, например инди- катером часового типа повышей ой точности (1 мкм), соответствующее (первоначальное) значение раскрытия л te. Настраивают контактор вращением в резьбе контактного штока 6 так, чтобы цепь размыкалась в момент достиже- ния образцом 1 второго раскрытия Лt, равного произведению первоначального раскрытия и t0 на отношение (Eio /Е модулей упругости материала образца при комнатной температуре и температуре испытания, i

Значение раскрытия и tf соответствует максимальному смещению образца в первом цикле «агружения. При меньших значениях смещения образца, т.е. при 4t0 dtf , обеспечивается гарантированный контакт в электрической цепи устройства за счет поджатия упругой пластины 4 к головке контактного што- ка 6. После настройки контактный шток 6 фиксируют в заданном положении контргайкой 7. Таким образом задают величину раскрытия, при котором измеряют нагрзгзку. Величина рас- крытия соответствует максимальному раскрытию первого цикла с учетом температурного изменения модуля упругости. Чтобы при испытании образца в заданных температурных условиях со- хранить соответствие момента размыкания контактора установленного заданному (калиброванному) раскрытию Л Ц , держатель 3, кронштейн 5 и контактный шток 6 изготавливают из того же материала, что и образец 1. Это позволяет скомпенсировать влияние температурного изменения размеров образца на величину установленного смещения, при котором происходит срабатывание контактора. Упругую пластину 4 изготавливают из высокопрочной коррозион- ностойкой стали (например, из стали 40X13). Контактирующие поверхности пластины 4 и головки, контактного штока 6 целесообразно покрывать корро- зионностойким электропроводным материалом (например, путем вакуумного напыления или гальванического осажг

Q 0

5 0 г 0 5 0

5

дения). В связи с этим сама головка штока может быть выполнена съемной и применяться при испытании образцов из различных материалов. В процессе испытания образца в заданных условиях периодически (в фиксированных циклах нагружения) замыкают ключом 15 цепь и пропускают через резистор 13 электрический ток от стабилизированного источника 14. С учетом возможностей существующей аппаратуры i для обеспечения гарантированной чувствительности метода рекомендуется использовать резистор сопротивлением 20 Ом и пропускать в цепи ток силой 1 мА. Сигнал падения напряжения на резисторе 13 подается на вход самописца 16 - вход Y двухкоординатного самописца Н-306. Ко второй координате X прибора подключен через вторичную аппаратуру датчик усиления. Регистрируют в процессе нагружения образца развертку сигнала с датчика усилия от сигнала падения напряжения на резисторе 13. В момент достижения образцом 1 заданного (калиброванного) раскрытия d tf происходит размыкание контакта между упругой пластиной 4 и головкой контактного штока 6, разрывающее электрическую цепь резистора 13, что вызывает резкий скачок (срыв) на регистрируемой развертке. По данной отметке определяют величину действующего на образец усилия PJ , соответствующего заданному раскрытию utj в фиксированном (i-м) цикле нагружения. После регистрации развертки цепь обесточивают ключом 15. В следующем фиксированном ((1+1)-м) цикле нагружения операцию регистрации развертки повторяют в той же последовательности. Для предотвращения положения диаграмм перед регистрацией в каждом последующем фиксированном цикле нагружения развертку смещают вдоль оси Y рукояткой сдвига нуля самописца 16. В результате испытания образца получают серию диаграмм,, представляющих для каждого фиксированного цикла контрольные величины нагрузки , по ко- } торым определяют соответствующие значения податливости Я t- образца:

at,

л- ii.. р 1 с

по которой определяют длину усталостной трещины.

От датчика силы

Изобретение относится к испытаниям, к способам испытания материалов на циклическую трещиностойкость. Цель изобретения - повышение точности испытаний при температуре, отличной от комнатной. Образец с надрезом нагружают циклически, причем первый цикл осуществляют при комнатной температуре, а последующие - в агрессивной среде при отличной от комнатной температуре. В первом цикле измеряют максимальное раскрытие берегов надрезу, по которому задают раскрытие, измеряя нагрузку и определяя длину усталостной трещины. 1 ил.