Устройство акустико-эмиссионного контроля керамических материалов при высокотемпературном изгибе Советский патент 1993 года по МПК G01N29/14 

ел

с

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля и может быть использовано для определения без разрушения таких свойств, как прочность. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. С этой целью обойму образцов размещают в термокамере, на обойме закрепляют хрупкие разрушаемые при контроле нити, предназначенные для подвески одним концом соответствующих образцов в обойме. Звукопровод, предназначенный для акустического контакта с образцом, выполнен с плоским участком на боковой поверхности и предназначен для контакта с образцом после разрушения нити. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля и может быть использовано для определения без разрушения предела прочности.

Известен способ определения предела прочности материалов, заключающийся в регистрации сигналов акустической эмиссии (ААЭ) при обычных и высокотемпературных испытаниях, по параметрам которых судят о механических свойствах материалов. Причем при высокотемпературных испытаниях используют либо звукопровод, выводящий акустические волны к пьезопре- образователю, расположенному вне термокамеры, либо регистрируют АЭ оптическим методом.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля керамических материалов при

высокотемпературном изгибе, содержащее термокамеру, установленную в ней обойму, предназначенную для размещения образцов, нагружающий элемент, выполненный в виде пуансона, звукопроводы, предназначенные для акустического контакта с соответствующими образцами, акустический датчик, расположенный вне термокамеры, и блок регистрации параметров акустической эмиссии,

Недостатком этого устройства являются искажение частотного спектра АЭ и потеря информации о сигналах малой энергии, обусловленная точечным контактом звуко- провода с образцом,

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет сохранения частотного спектра АЭ и получения информации о сигналах малой мощности.

V4 Ч) СЛ СО О

-ч

Для достижения указанной цели в устройстве акустико-эмиссионного контроля керамических материалов при высокотемпературном изгибе, содержащем термокамеру, установленную в ней обойму, предназначенную для размещения образцов, нагружающий элемент, выполненный в виде пуансона, звукопроводы, предназначенные для акустического контакта с соответствующими образцами и акустическим датчиком, расположенным вне термокамеры, и блок регистрации параметров акустической эмиссии, обойма снабжена хрупкими, разрушаемыми при контроле нитями, закрепленными на ней и предназна- ценными для подвески одних концов соответствующих образцов, каждый звуко- провод установлен в обойме на опоре качения и выполнен с плоским участком на его боковой поверхности и шариком на конце, предназначенным для опоры другого конца образца, а плоский участок звукопровода предназначен для контакта с образцом после разрушения нити.

Сущность изобретения заключается в том, что обойму образцов размещают в термокамере, темперируют их, поочередно соединяют звукопроводом, каждый образец с акустическим датчиком путем прижима поверхности звукопровода к образцу всухую или через жидкий металл, поочередно нагружают образцы, регистрируют АЭ и сталкивают испытанные образцы, звукопровод с плоской поверхностью располагают на опоре качения плоской поверхностью к пло- ской поверхности образца, конец каждого образца располагают в обойме на хрупкой нити над звукопроводом, после нагружения образца его сталкивают с звукопровода, ославляя в обойме, а при использовании жидко- го металла его перед темперированном образцов напыляют на плоскость звукопровода и плоскости образцов в месте предстоящего акустического контакта. Контакт звукопровода с образцом по плоской поверх- ности более надежен и используется при сжатии образцов, а также их термоциклировании, но затруднен при изгибе появлением кривизны у ранее плоских граней образца. Расположение звукопровода между образцом и опорой качения устраняет это препятствие. Сохранение образца в обойме исключает травмирование образца от ударов, которое возможно при падении образца со столика.

На чертеже представлена схема устрой- ства акусто-эмиссионного контроля, где 1 - пуансоны испытательной машины, 2 - термокамера, 3 - десятипозиционная обойма, 4 - катки, 5 - ось траверсы, 6 - траверса, 7 - звукопровод, 8 - опорный шарик, 9 - графитовые нити, 10 - толкатель обоймы, 11 - цапфа волновода; 11 - образец.

Устройство работает следующим образом. Перед темперированием на концы образцов 12 и на конец звукопровода 7, находящийся в камере 2, напыляют металл, температура плавления которого ниже температуры испытаний. Затем образцы устанавливают на катки 4 в обойму 3. Те концы образцов, на которые напылен металл, устанавливают на графитовые нити 9 таким образом, чтобы эти концы образцов нависали над звукопроводом 7. В траверсу запрессована ось 5, которая выступает с каждой стороны траверсы не более, чем на половину толщины перегородки обоймы между образцами. Траверсы 6 устанавливают в обойму так, чтобы их оси в плане были расположены в шахматном порядке. После темперирова- ния образцов (напыленный металл успевает расплавиться) верхним пуансоном нагружают крайний образец. Сначала разрушается графитовая нить 9 и конец образца с напылением ложится на конец звукопровода 7, обеспечивая хороший акустический контакт через жидкий металл. Энергия, освобождающаяся при разрушении нити, столь мала, что быстро гасится силой трения и образец плавно ложится на звукопровод. мри дальнейшем изгибе образца звукопровод 7 поворачивается вместе с концом образца 12 на опорном шарике 8, что обеспечивает сохранение акустического контакта, Установив на конце звукопровода вне камеры 2 акустический датчик (например, пьезокера- мический на чертеже не показан), регистрируют параметры АЭ в процессе нагружения образца 12, при необходимости - до его разрушения. После испытания образца с регистрацией АЭ верхний пуансон поднимают над обоймой, толкателем 10 продвигают обойму так, чтобы под верхним пуансоном оказался следующим образец. При перемещении обоймы она сталкивает со звукопровода испытанный образец, исключая их дальнейший акустический контакт. Поверхностное натяжение жидкого металла обес- печивает плавное соскальзывание конца образца по торцу звукопровода в канавку обоймы 3. При испытании следующего образца повторяют все операции, начиная с разрушения графитовой нити,

Устройство позволяет более точно и надежно проводить исследования АЭ при высокотемпературном изгибе, в частности, с целью создания неразрушающих методов контроля прочности, и сохраняет образец нетравмированным для последующей проверки прогноза непосредственным разрушением образца.

Формула из обретения

Устройство акустико-эмиссионного контроля керамических материалов при высокотемпературном изгибе, содержащее термокамеру, установленную в ней обойму, предназначенную для размещения образцов, нагружающий элемент, выполненный в виде пуансона, звукопроводы, предназначенные для акустического контакта с соответствующими образцами, акустический датчик, расположенный вне термокамеры, и блок регистрации параметров акустической

0

эмиссии, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено хрупкими разрушаемыми при контроле нитями, закрепленными на обойме и предназначенными для подвески одних концов соответствующих образцов, каждый звукопровод установлен в обойме на опоре качения и выполнен с плоским участком на его боковой поверхности и шариком на конце, предназначенным для опоры другого конца образца, а плоский участок звуко- провода предназначен для контакта с образцом после разрушения нити.