Устройство для испытания образцов на статическую трещиностойкость при внецентренном растяжении Советский патент 1993 года по МПК G01N3/20 

Й/г/

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности, может быть использовано при определении свойств материалов, а именно для определения статической трещиностойкости предварительно наводороженных образцов при внецент- ренном растяжении.

Известно устройство для испытания двухконсольных образцов на сопротивление хрупкому разрушению, которое содержит опорные элементы крепления образцов, винтовой нагружающий механизм и силоизмеритель.

Недостатком такого устройства является невозможность определения начала роста трещины в случае ее локального продвижения по фронту внутри образца, т.е. при отсутствии ее продвижения по боковой поверхности образца, а также большие габаритные размеры устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство для нагружения вне- центренным растяжением образца с искусственной трещиной, содержащее винтовой нагружающий механизм и штифты/с помощью которых крепится исследуемый образец., ,

Недостатком известного устройства яв- : ляётся невысокая точность, при испытании, т.к. невозможно определить нагружающее усилие и момент начала роста трещины (старт трещины) в случае ее продвижения по фронту внутри образца.

Цель изобретения - повышение точности испытания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для испытания образцов, содержащем нагружающий винтовой механизм, жестко соединенный с торцом винта механизма, полый захват со сквозными радиальными прорезями и взаимодействующие с захватами штифта, предназначенные для размещения в отверстиях образца измерители деформации и нагрузки, один из штифтов выполнен в виде расположенных последовательно вдоль его оси резьбовой части с гайкой, рабочей части, бурта и вол- новодной части, измеритель деформации выполнен в виде датчика акустической эмиссии и размещен на торце волноводной части, а измеритель нагрузки размещен между гайкой нагружающего механизма и захватом и связан с ними посредством сферических опор.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Устройство содержит полый захват 1, внутри которого размещается второй захват 2, измеритель нагрузки 3 в виде тензометрического динамомента со сферическими опорами 4, нагружающий винтовой механизм 5, волноводную часть 6, штифт 7, винты 8 закреплены измерителя нагрузки 3 и гайку крепления 9 волноводной части, измеритель деформации 10 в виде датчика акустической эмиссии. В захвате 2 установлен образец 11.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый наводороженный компактный образец 11 закрепляют штифтом 7 во втором подвижном захвате 2, после чего

размещают их в полом захвате 1 и фиксируют волноводной частью 6 и гайкой крепления 9, После этого ставят на сферические опоры (шарики) 4 измеритель нагрузки 3, фиксируя его винтами 8, на втором подвижном захвате 2 провода вы водят через технологические отверстия захвата 1 (не показаны). Нагружающее усилие передается винтовым механизмом 5 через сферические опоры 4 и измеритель нагрузки 3 на

второй захват 2 и штифтом 7 на испытуемый образец 11, который жестко через волноводную часть б крепится к захвату 1. На контактной площадке (не показана) волноводной части 6 устанавливается датчик сигналов АЭ 10, который соединяется с измерительной АЭ - аппаратурой (не показана).

Использование в качестве второго штифта волноводной части б АЭ позволяет

с помощью сигналов АЭ фиксировать момент старта трещины в наводороженных образцах в случае их внутреннего субкритического роста и по зафиксированной в данный момент времени величине нагрузки определить параметры трещиностойкости материала, что является очень важным показателем при выборе типа материала и разработке оборудования, работающего в водородосодержащих средах в условиях

длительно-статического нагружения. .

Были проведены испытания компактных образцов из стали 9ХФ, предварительно наводороженных в течение 10 ч в среде газообразного водорода давлением 0,1 МПа

при 293°К.

В качестве измерительного прибора сигналов АЭ использовали прибор АВН-3 с быстродействующим регистрирующим прибором типа Н-338/4. Полоса пропускания

выбиралась в пределах 120-360 кГц, коэффициент усиления равен 84 дБ, а уровень дискриминации - 0,3...0.4 В.

Усилия нагрузки записывали с помощью динамометра на двухкоординатном грифопостроителе ЛКД-4-002, предвариельно препарировав динамометр по эта- онному силоизмерителю.

Экспериментальные исследования пока- али, что появление сигналов АЭ с амплитудои 200..,300 В и скоростью счета 20...40 имп/мин свидетельствуют о начале роста трещины.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для испытания образцов на :татическуютрещиностойкость при в нецен- ренном растяжении, содержащее нагружа- ощий винтовой механизм, жестко связанный с торцом винта механизма по- ,1ый захват со сквозными радиальными про- хезями и взаимодействующие с захватом итифта предназначенные для размещения jотверстиях образца измерители деформации и нагрузки, отличающееся тем,

что, с целью повышения точности испытания, один из штифтов выполнен в виде расположенных последовательно вдоль его оси резьбовой части с гайкой, рабочей части, бурта волноводной части, измеритель деформации выполнен в виде датчика акустической эмиссии и размещен на торце волноводной части, а измеритель нагрузки размещен между гайкой нагружающего механизма и захватом и связан с ними посредством сферических опор.