Устройство для термомеханических испытаний трубчатых образцов на прочность Советский патент 1991 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.

Цель изобретения - повышение точности путем учета влияния восходящего конвективного потока на равномерность нагрева образца по его длине.

На чертеже представлена схема пре,,- лагаемого устройства.

Устройство содержит верхний 1 и нижний 2 захваты, конические вкладыши 3 из жаропрочного материала, например Х20Н80ТЗ для крепления трубчатого образца 4. Внутри образца 4 установлен стержневой нагреватель 5 с переменным диаметром поперечного сечения, на концах которого закреплены токовыводы 6, а сам нагреватель 5 зафиксирован в захватах 1 и 2 с помощью керамических изоляторов 7 и 8, обеспечивающих центрирование нагревателя внутри образца. Верхний изолятор 7 в виде втулки снабжен поворачивающим элементом 9, в виде разомкнутого кольца, один конец которого закреплен а захвате 1, а дру- ной - в изоляторе 7.

Устройство для испытаний трубчаты образцов материалов работает следующим образом.

Образец 4 запрессовывается в эахв тах 1 и 2 с помощью конических вклад шей 3. Нагреватель 5 фиксируется внутри образца с помошью изоляторов 7 и 8 и токовьшодов 6, к которым подсоединяются провода от силового трансформатора (не показано). Регулируя напряжение на токовыводах, обеспечивают заданный закон изменения температуры. Равномерность распределения температуры на рабочей части образца контролируется по показаниям трех термопар (не показано), которые крепятся на рабочей части образца в середине ее и по краям.

5

0

5

0

5

0

5

Величина осевого перемещения данного стержневого нагревателя для заданных температурного интервала и скорости нагрева определяется опытным путем. Например, данные о распределении температуры рабочей части образца при его нагреве от 20 до 1000°С с определенной скоростью показали, что это распределение становится равномерным с заданной точностью при перемещении стержневого нагревателя вверх на величину h 3 мм. При этом спираль изолятора нагревается до температуры Т 480°С. Тогда необходимое для указанного перемещения число витков спирали можно определить по формуле

.ЕЈе

0

5

n -fdVt(T - f0)

о

где оЈ 17 - заданный с учетом скорости нагрева угол наклона участка винтовой поверхности торца изолятора к горизонтальной плоскости; d 40 мм - средний диаметр спирали; 0 г 10 уград - коэффициент линейного теплового расширения материала спирали; Т0 20°С - начальная температура спирали.

Исходя из указанных условий необходимое число витков спирали n 10.

Устройство позволяет автоматически регулировать равномерность распределения температуры рабочей части образца в зависимости от уровня и скорости его нагрева. Конструкция предлагаемого устройства обеспечивает возможность исследования деформатив- ности материалов при сложном напряженном состоянии с помощью тензометров, а не по захватам, что значительно повышает точность испытаний. Формула изобретения

1. Устройство для термомеханических иопытаний трубчатых образцов на

прочность, содержащее захваты для крепления образца, предназначенный для соосного размещения внутри образ ца стержневой нагреватель с переменным диаметром сечения, равномерно уменьшающимся к его концам, и двумя токовыводами, установленными на его концах, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем учета влияния восходящего конвективного потока на равномерность нагрева образца по его длине, нагреватель размещен с возможностью осевого перемещения, а устройство снабжено установленными в захватах соосно с нагревателем двумя изоляторами в виде втулок, один из которых установлен с возможностью поворота относительно захвата, а торец его, обращенный в

сторону токовывода, выполнен в виде винтовой поверхности, пальцем, жестко связанным с одним из токовыводов и предназначенным для взаимодействия с винтовой поверхностью торца, и поворачивающим элементом в виде разомкнутого кольца, один конец которого закреплен на внутренней поверхности захвата, а другой - на наружной по- , верхности соответствующего изолятора.

2.Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что поворачивающий элемент выполнен в виде спирали.

3.Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность изолятора выполнена в виде нескольких винтовых поверхностей с разными угла0 ми наклона.

Изобретете относится к испытательной технке, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности путем учета влияния восходящего конвективного потока на равномерность нагрева образца по его дли