Способ испытания образцов на термомеханическую усталость Советский патент 1991 года по МПК G01N3/60 

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность,

Цель изобретения - повышение точности за счет учета изменения свойств материала в процессе термоциклирования, а также колебаний температуры.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит неподвижную платформу 1 и подвижную платформу 2, на которых напротив друг друга имеются захваты 3 и 4 для крепления испытуемого образца 5. На неподвижной платформе 1 имеется также дополнительный захват 6 для крепления головки дополнительного образца 7, идентичного испытуемому и имеющего на другой головке жестко прикрепленную планку 8. Устройство содержит также автоматизированный привод 9 (например, тири- сторный электропривод постоянного тока) подвижной платформы 2, систему 10 термоциклирования для одновременного нагрева

и охлаждения в одинаковых температурных условиях двух образцов 5 и 7 (при нагреве образцов прямым пропусканием тока они включены в электрическую цепь последовательно), контрольно-измерительную аппаратуру, включающую датчик 11 линейных деформаций, размещенный между неподвижной 1 и подвижной 2 платформы, датчик

12линейных деформаций, предназначенный для размещения между неподвижной платформой 1 и планкой 8, преобразователь

13сигнала свободного температурного удлинения образца (например, делитель напряжения), блок 14 сравнения и регулятор 15 скорости (например, ПИД-регулятор). Выход датчика 12 линейных деформаций подключен к входу преобразователя 13 сигнала свободного температурного удлинения образца, а его выход подключен к первому входу блока 14 сравнения, выход датчика 11 линейных деформаций подкпючен к второму входу блока 14 сравнения, выход блока

со

С

ON

СП 00 00 Сл)

сравнения подключен к входу регулятора 15 скорости, выход регулятора 15 скорости подключен к входу привода 9 подвижной платформы 2.

Способ осуществляют следующим образом.

Испытуемый образец 5 жестко закрепляют с двух концов в захватах 3 и 4, а дополнительный образец 7 закрепляют с одного конца в захвате 6, устанавливают датчики 11 и 12 линейных перемещений. Выбирают требуемый коэффициент К деформирования испытуемого образца 5 и преобразователь

13сигнала свободного температурного удлинения образца 7 настраивают так, чтобы отношение величин выходного сигнала к входному составляло (1-К). В частном случае термоусталостных испытаний образца коэффициент К находится в пределах 0 К 1, причем значение К 1 соответствует полному стеснению температурного удлинения образца, а при термомеханических испытаниях образца значения коэффициента К находятся вне указанных пределов, т.е. когда К 0 или К 1 в зависимости от механического сжатия или растяжения образца помимо его тепловой деформации. Включают систему 10 термоциклирования образцов, обеспечивающую заданный температурный режим испытаний. Циклические перемещения свободного конца образца 7 вызывают на выходе датчика 12 линейных деформаций сигнал, величина которого соответствует текущему значению температурного удлинения Д|т(г). Пройдя преобразователь 13, величина этого сигнала будет составлять (1-К) своей входной величины, так что на первый вход блока 14 сравнения поступает задающий сигнал, соответствующий величине (1-К) Д т(г). На второй вход блока 14 сравнения поступает сигнал от датчика 11 линейных деформаций, величина которого соответствует Д п(г) - изменению расстояния между неподвижной и подвижной платформами. Сигнал рассогласования из блока

14сравнения поступает на вход регулятора

15скорости привода 9, который автоматически отрабатывает рассогласование между величинами (1-К) ДК (г) и (г), перемещая подвижную платформу до тех пор, пока

эти величины не сравняются, т.е. будет соблюдаться равенство

(г) (1-К) ) Л,(г) Привод 9 будет автоматически отрабатывать благодаря замкнутой обратной связи, элементом которой является датчик 11 линейных перемещений, соответствующее изменение расстояния между неподвижной и подвижной платформами, - при этом фактическое стеснение температурного удлинения испытуемого образца как в каждом отдельном цикле, так и на протяжении всего испытания не будет отличаться от заданного. Величина стеснения не будет зависеть от

колебаний температурного режима, изменения формы цикла, а также изменения физических свойств металла испытуемого образца в процессе термоциклирования, так как эти отклонения в обоих образцах

происходят-одновременно, а датчик 12 линейных деформаций, фиксирующий удлинение незащемленного образца 7 и вырабатывающий сигнал, соответствующий этим удлинениям, фактически является задатчиком в системе управления, что делает управление непрерывно адаптирующимся к изменениям условий испытаний. Формула изобретения Способ испытания образцов на термомеханическую усталость, заключающийся в том. что устанавливают образец в захватах испытательной машины, размещенных один на подвижной, а другой на неподвижной платформах, подвергают образец термоциклированию, в процессе которого изменяют расстояние между платформами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет учета колебаний температурного режима и изменения

физических свойств материала в процессе термоциклирования, используют дополнительный образец, защемляют его одним концом в дополнительном захвате на неподвижной платформе, термоциклированию

подвергают одновременно оба образца, непрерывно измеряют свободную температурную деформацию дополнительного образца, а расстояние между платформами меняют с учетом текущего значения свободной температурной деформации дополнительного образца.

6 7

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности за счет учета изменения свойств материала в процессетермоциклирования, а также колебаний температуры,- Выбирают два идентичных образца, один из которых жестко закреплен с двух концов, а другой - с одного конца. Одновременно подвергают их термоциклированию. Непрерывно измеряя свободную температурную деформацию образца, закрепленного одним концом, регулируют температурное стеснение образца, закрепленного с двух сторон, 1 ил.