Установка для определения характеристик трещиностойкости материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/32 

ним концом соединен подвижно с тягой 1 пассивного захвата 2, а другим - с опорой 9, Выставляют иглы щупов датчика 5 РТ в вершину исходной трещины, нагружают образец 3, перемещают вручную с помощью микрометрического винта датчик 5 РТ. Осуществляют гашение колебаний, регистрацию величины РТ у ее вершины. При работе с

датчиком РТ по линии действия силы и датчиком раскрытия берегов трещины заменяют направляющий 7 элемент на поддерживающий элемент. При испытаниях в условиях климатических температур используется опора 9 с продольным сквозным пазом. 1 ил.

Изобретение относится к установкам для определения характеристик трещино^ стойкости материалов. Цель изобретения - повышение точности регистрации параметров испытаний за счет гашени^ колебаний при циклических испытаниях. Установка содержит нагружающее устройство, включающее при врд нагружения, тяги 1, активный и пассивный 2 захваты, взаимодействие с исследуемым образцом 3 с помощью пальцев 4..Датчик 5 раскрытия трещины (РТ) у ее вершины своими иглами размещен в канавках, выполненных с двух сторон на поверхности образца 3, и удерживается в них за счет сил упругого деформирования его щупов. Датчик.5 РТу ее вершины электрически соединен с регистрирующим прибором 6, а его корпус размещен в направляющем элементе 7, который Жестко соединен с упругим элементом 8 и опорой 9. Последняя шарнирно закреплена на пальце 4 пассивного захвата и с помощью узла 10 фиксации крепится к образцу 3. Телескопический демпфирующий узел 11 од-юtN3 VI>&

Изобретение относите к механическим испытаниям конструкционных материалов и может быть использовано для определения характеристик трещиностойкости, а именно раскрытия трещины (РТ) в образце при циклических испытаниях конструкционных материалов при растяжении.

Известна установка для определения раскрытия берегов трещины, содержащая нагружающее устройство, датчик раскрытия берегов трещины и регистрирующую аппаратуру.

Принцип измерения заклю чается в том, что щупы датчика размещают на берегах трещины исследуемого образца, нагружают образец, регистрируют сигналы датчика, по которым определяют раскрытие берегов трещины.

Недостаток установки - недостаточная точность регистрации параметров испытаНИИ, обусловленная влиянием на результа ты испытаний колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика.

Известна установка для определения РТ по линии действия силы, содержащая нагружающее устройство, датчик раскрытия трещины по линии действия силЫ и регистрирующую аппаратуру. Принцип измерения заключается в том, что щупы датчика размещают на образце по линии действия силы, нагружают образец, регистрируют сигналы датчика, по которым определяют раскрытие трещины по линии действия силы.

Недостаток установки т недостаточная точность регистрации параметров испытаний, обусловленная влиянием, на результаты испытаний колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для определения характеристик трещиностойкости материалов, содержащая нагружающее устройство, включающее лривод нагружения, тяги, активный и пассивный захваты, взаимодействующие С исследуемым образцом с помощью пальцев, датчик РТ у ее вершины и регистрирующую аппаратуру. Принцип измерения заключается в том, что иглы щупов датчика РТ у ее вершинь размещают в лунках, выполненных на поверхности образца симметрично вершине исходной треЩины, осуществляют перемещения щупов датчика по лункам в направлении роста трещины по мере ее движения в процессе нагружения образца и регистрацию сигналов датчика, по которым определяют РТ у ее вершины.

Недостаток известной установки - недостаточная точность результатов испытаний, обусловленная влиянием на результаты испытаний колебаний, вызванных инерцией масры корпуса датчика,

Цель изобретения - повышение точности регистрации параметров-испытаний путем гашения колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика.

В установке для определения характеристик трещиностойкости материалов, содержащей устройство крепления корпуса датчика, нагружающее устройство, включающее привод нагружения, тяги, активный и пассивный захваты, предназначенные для соединения захватов с образцом, пальцы, датчик раскрытия трещины у ее вершины и регистрирующую аппаратуру, устройство крепления корпуса датчика выполнено в виде направляющего элемента, охватывающего корпус датчика и соединенного с упругим элементом, предназначенным для взаимодействия с торцом образца, опоры, одним концом жестко закрепленной на направляющей, а другим шарнирно - с пальцем пассивного захвата, и телескопического демпфирующего узла, одним концом соединенным подвижно с тягой пассивного захвата, а другим - с опорой, а установка снабжена узлом фиксации образца, закрепленным на опоре.

При расположении игл щупов датчика РТ у ее вершины в канавках на уровне вершины исходной трещины, упругом закреплении корпуса датчика РТ у ее вершины на образце, размещении корпуса датчика РТ у

ее вершины в направляющей, а затем нагружении образца и перемещении игл щупов датчика РТ у ее вершины в направлении роста трещины по мере ее движения осуществляют гашение колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика РТ у ее вершины и регистрацию величины РТ у ее вершины.

Предлагаемая установка позволяет повысить точность измерения РТ у ее вершиг ны при циклических испытаниях конструкционных материалов при растяжении за счет гашения колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика РТ у ее вершины. Корпус датчика РТ у ее вершины за счет сил упругого деформирования его щупов удерживается в канавках на образце и расположе н в направляющей, которая через упругий элемент взаимодействует с торцом образца, а через опору фиксируется на образце.

Корпус датчика РТ у ее вершины через телескопический демпфирующий узел соединен подвижно с тягой пассивного захвата. Такое закрепление корпуса датчика РТ у ее вершины позволяет гасить колебания, вызванные инерцией массы корпуса датчика РТ у ее вершины.

На чертеже изображена установка для определения характеристик трещиностойкости материалов.

Установка содержит нагружающее устройство, включающее привод н агружения (не показан), тяги, 1, активный (не показан) и пассивный 2 захваты, взаимодействующие с исследуемым образцом 3 с помощью пальца 4. Датчик 5 РТ у ее вершины своими иглами щупов установлен в канавках, выполненных на образце 3, и злектрически соединен с регистрирующим прибором 6, включающим усилитель (8АНЧ-8Н) и вольтметр (87-23). Устройство крепления корпуса датчика 5 РТ у ее вершины включает направляющий элемент 7, охватывающий корпус датчика 5 РТ у ее вершины, содержащий на одном конце упругий элементе, предназначенный для взаимодействия с торцом образца 3, опору 9, одним концом жестко соединенную с направляющим элементом 7, подвижно - с пальцем 4 пассивного захвата, причем на другом её конце содержится узел 10 фиксации для крепления ее к исследуемому образцу 3. Телескопический демпфирующий узел 11 одни концом соединен подвижно с тягой 1 пассивного захвата, а другим - с опорой 9.

Установка работает следующим образом.

Иглы щупов датчика 5 РТ у ее вершины размещают в канавках, выполненных с двух

сторон на поверхности образца 3. симметрично вершине исходной трещины. При этом корпус датчика 5 РТ у ее вершины за счет сил упругого деформирования его щупов удерживается в канавках на образце 3. Размещают корпус датчика 5 РТ у ее вершины в направляющем элементе 7 устройства крепления корпуса датчика 5 РТ у ее вершины. Жестко присоединяют к направляющему элементу 7 упругий элемент 8 и опору 9. Опору 9 шарнирно закрепляют на пальце 4 пассивного захвата и с.помощью уЗла 10 фиксации крепят к образцу 3. Телескопический демпфирующий узел 11 одним

5 концом соединяют подвижно с тягой 1 пассивного захвата 2, а другим с опорой 9, Выставляют иглы щупов датчика 5 РТ в вершину исходной трещины, Нагружают образец 3. Перемещают вручную с помощью

0 микрометрического винта иглы щупов датчика 5 РТ у ее вершины по канавкам в направлении роста трещины по мере ее движения в процессе нагружения Образца 3. Осуществляют гашение колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика 5 РТ у ее вершины с помощью установки для определения характеристик циклической трещиностойкости материалов. Регистрируют величину РТ у ее вершины с помощью

0 регистрирующего прибора 6.

При работе с датчиком РТ по линии действия силы и датчиком раскрытия берегов . трещины заменяют направляющий элемент 7 на поддерживаюодий (меньше габарита)

5 элемент. Жестко соединяют его с опорой 9. Поворачивают опору 9 на сторону крепления щупов датчиков РТ по линии действия силы ее берегов к образцу 3 и шарнирно закрепляют ее на пальце 4 пассивного захвата 2. С помощью узла 10 фиксации крепят опору 9 к образцу 3. Телескопический демпфирующий узел 11 одним концом соединяют подвижно с тягой 1 пассивного захвата 2, а другим - с опорой 9.

5При этом щупы датчико1в РТ по линии

действия силы и раскрытия берегов трещины каждого в отдельности размещают на образце 3, а их корпуса - в поддерживающем элементе. Нагружают образец 3. Осуществляют гашение колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика РТ по линии действия силы или датчика раскрытия берегов трещины, и регистрацию РТ по линии действия силы или ее берегов с помощью регистрирующего прибора 6.

При испытаниях в условиях климатических температур используется опора 9 с продольным сквозным пазом, который по.зволяет перемещаться направляющему элементу 7 по опоре 9 с целью расположения

на образце 3 контактного холодильника и осуществления дальнейшего гашения колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика 5 РТ, и регистрации раскрытия трещины с помощью регистрирующего прибора 6. Кроме того, щупы датчика 5 РТ заменяют на другие (удлиненные).

Установка опробована при циклических испытаниях образцов, изготовленных из конструкционных материалов, Ст.ЗОЛ - несущей системы промтрактора Т-330 и стали трактора Д9Н, при растяжении. Испытания проводят при комнатных и климатических температурах на частотах 10...40 Гц, асимметрии 0,1...0,5, нагрузках 10...30 кН. Определяют величины РТ у ее вершины по линии действия силы и ее берегов. Точность реги-страции раскрытия трещины Повышается в 2...3раза.

По сравнении с известной предлагаемая установка позволяет повысить точность регистрации параметров испытаний за счет гашения колебаг ий, вызванных инерцией массы корпуса датчика, при циклических испытаниях.

Формул а изобретени я Установка для определения характеристик трещиностойкости материалов, содержащая устройство , крепления корпуса

датчика, нагружающее устройство, включающее привод нагружения, тяги, активный и пассивный захваты, предназначенные для соединения захватов с образцом, пальцы, датчик раскрытия трещины и регистрирующую аппаратуру, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регистрации параметров испытаний путем гашения колебаний, вызванных инерцией массы корпуса датчика, устройство крепления

корпуса датчика выполнено в виде направляющего элемента, охватывающего корпус датчика и соединенного с упругим элементом, предназначенным для взаимодействия с торцом образца, опоры, одним концом жёстки

закрепленной на направляющей, а другим шарнирно-с пальцем пассивного захвата, и телескопического демпфирующего узла, одним концом соединенным подвижно с тягой пассивного захвата, а другим - с опорой, а

установка снабжена узлом фиксации образца, закрепленным на опоре.