Образец для термомеханических испытаний Советский патент 1991 года по МПК G01N3/60 

1

(21)4358159/28

(22)04.01.88

(46) 28.02.91. Bran. № 8

(71)Рыбинский авиационный технологический институт

(72)А.А.Жуков, Б.М.Драпкин и Ю.В.Рябов

(53) 620.178 (088.8)

(56)Писаренко Г.С. и др. Прочность материалов при высоких температурах. Киев: Наукова думка, 1966, с. 410.

(54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

(57)Изобретение относится к испытательной техни-ке, а именно к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности при определении критической повреждаемости материала образца при термомеханическом воздействии путем учета изменения упругих свойств материала. Образец выполнен из стержня с Ъахватными частями, на которые наворачиваются хвостовики. При термомеханическом воздействии испытывают образец без хвостовиков. При измерении упругих свойств хвостовики наворачиваются. Периодически проводя измерения, получают зависимость изменения упругих свойств в зависимости от числа циклов. 3 ил.

Изобретение относится к испытатель- ноА технике, в частности к испытаниям ча прочность.

Цель изобретения - повышение точности при определении критической повреждаемости материала образца при термомеханическом воздействии путем учета изменения упругих свойств материала.

На фиг. 1 изображен образец, общий вид; на фиг. 2 - образец без хвостовиков; на фиг. 3 - зависимость частоты собственных колебаний образца от количества термоциклов.

Образец выполнен в виде стержня, состоящего из цилиндрической рабочей части 1 и двух резьбовых захватных частей 2 двух хвостовиков, выполненных каждый из двух сопряженных между собой цилиндрических участков 3 и 4 разных диаметров. Причем в торцах участков больших диаметров выполнены резьбовые отверстия 5 и 6, предназначенные для соединения с захватными частями.

Порядок проведения циклических термомеханических испытаний и измерения упругих свойств заключается в следующем,

Первоначально измеряют упругие свойства материала в исходном состоянии на составном образце. Затем хвостовики с составного образца снимают и стандартные образцы (фиг. 2) подвергают испытаниям на термическую или малоцикловую изотермическую усоь

Од

00

ел ел

10

15

20

талость в течение нескольких циклов (от 10 до 100). После прекращения испытаний на резьбовые головки испытуемого образца наворачивают хвостовики и измеряют частоту собственных колебаний составного образца, квадрат которой пропорционален модулю Юнга.

Далее хвостовики опять снимают и вновь проводят соответствующие циклические испытания в течение определенного количества циклов или времени. После этого на испытуемый образец опять устанавливают хвостовики и вновь измеряют частоту собственных колебаний Повторяя многократно икл испытаний и измерений при различных температурах, вплоть до разрушения, получают зависимость изменения упругих свойств материала в процессе испытаний (,фиг. 3) . По характеру изменения упругих свойств можно судить о поведении материала в условиях циклических термомеханических воздействий и определить момент накопления критической повреждаемости мат ери сгл а.

Пример. На составном образце предлагаемой конструкции измеряют частоту собственных изгибных колебаний в процессе термоусталостных испыта- 30 ний после различного количества термо смен. На испытуемом образце проводят термоуст-алостные испытания по пилообразному режиму: максимальная1 температура цикла 700°С, минимальная температура цикла 300°С, нагрев образца проходящим током, охлаждение в .потоке воздуха. Время нагрева 5-7 с, время охлаждения 7-10 с, общее время цикла 12-17 с. Материал используемого образца - сталь У8 после закалки и отпуска.

После определенного числа термосмен испытуемый образец снимают с ус1631355А

После различного числа термосмен указанные операции повторяются. Таким образом получена зависимость изменения частоты собственных колебаний, т.е. упругих своцств стали У8 от числа термосмен- . Результаты проведенных измерений представлены на фиг. 3. Очевидно, что характер изменения упругих свойств обусловлен только процессами происходящими в материале испытуемого образца при термоусталости, так как съемные хвостовики в термоусталостных испытаниях не участвуют и их вклад в значение измеряемой частоты во всех измерениях (после различного числа темосмен) одинаков.

Полученный характер изменения упругих свойств в процессе термоусталостных испытаний согласуется с общими закономерностями поведения металлов и сплавов в условиях термоусталости.

Объединяя механические испытания и измерения упругих свойств материала путем использования составного образца, оценивают изменение упругих свойств материалов в условиях температурно-силовых воздействий. Это, в свою очередь, дает исходные данные для более точных расчетов и прогнозирования поведения изделий в процессе эксплуатации.

25

35 Формула изобретения

Образец для термомеханических испытаний, выполненный в виде стержня, состоящего из цилиндрической рабочей части и резьбовых захватных частей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при определении критической повреждаемости материала при термомеханическом

40

тановки и на резьбовые головки с обе- 45 воздействии путем учета изменения упих сторон наворачивают хвостовики, изготовленные также из стали У8. Затем на таком составном образце определяют упругие свойства по измерению частоты собственных колебаний. Пбсле измерения частоты хвостовики сворачивают и стандартам испытуемый образец вновь устанашшвают на установку для испытания на термостойкость.

30

35 Формула изобретения

Образец для термомеханических испытаний, выполненный в виде стержня, состоящего из цилиндрической рабочей части и резьбовых захватных частей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при определении критической повреждаемости материала при термомеханическом

ругих свойств материала, он снабжен двумя хвостовиками, выполненными каждый в виде двух сопряженных между собой цилиндрических участков разных диаметров, причем в торцах участков больших диаметров выполнены резьбовые отверстия, предназначенные для соединения с захватными частями стержня.

/с

620

Редактор И.Касарда

Фиг. 3 -

Составитель В.Лазарева

Техред Л.СердюковаКорректор Л.Патаи

а/

Фиг. 2