Способ испытаний мартенситного двигателя и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК F03G7/06 

тельной гибкой тягой с грузом на конце и опорной плоскостью, причем дополнительная тяга закреплена свободным концом на барабане в точке, диаметрально противоположной точке крепления первой тяги, а опорная плоскость расположена под грузами с возможностью взаимодействия с последними.

На фиг. 1 схематично показан общий вид устройства для испытаний МД; на фиг.2-4 - различные фазы испытаний МД; на фиг,5 - нагрузочные характеристики исследованного МД.

Исследуемый МД содержит два ТЧЭ 1 и 2, изготовленные из материала, проявляющего эффект памяти формы, которые снабжены средством пораздельного нагрева (не показано) и через стойки 3 связаны с выходным звеном 4, которое выполнено в виде пластинчатого руля подводного аппарата и установлено с возможностью поворота в ба- битовых втулках 5 челноков 6. Последние жестко закреплены на пластинчатом стабилизаторе 7.

Устройство содержит блок измерений- угла поворота, который содержит соединенный с осью 8 руля 4 датчик 9 положения и измерительное цифровое устройство 10, нагружающее устройство, содержащее соединенный с осью 11 руля 4 нагрузочный барабан 12, который гибкими тягами 13 и 14 связан с грузами 15 и 16 соответственно, и опорную поверхность 17, .которая взаимодействуете грузами 15 и 16.Гибкие связи 13 и 14 в процессе работы могут образовывать провис 18 или 19.

Исследуемый МД работает следующим образом.

При поочередном пропускании электрического тока по ТЧЭ 1,2 последние, восстанавливая исходную форму, сокращают длину и перекладывают руль 4 и растягивают дополнительно второй ТЧЭ, установленный в противофазе к первому.

Работа устройства при исследовании МД с фиксированным средним положением поясняется на фиг.2-4. Фиксированность среднего положения заключается в самопроизвольном возврате выходного звена 4 в среднее между крайними положение при снятии нагрева с ТЧЭ 1,2, Перед испытаниями длина тяг регулируется таким образом, что в среднем положении звена 4 оба груза 15, 16 взаимодействуют с поверхностью 17 (фит.З). При отклонении звена 4 в любую из сторон поворачивается барабан 12, что приводит к образованию провиса 18 или 19 на одной из тяг 13 или 14, и к подъему груза 15 или 16 с поверхности 17 (фиг.2 и 4), Подъем груза приводит к появлению момента со-

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

(4)

противления, равного произведению массы груза 15 или 16 на плечо момента. Изменяя величину груза, изменяют величину момента, действующего на звено 4. При испытаниях величина нагрузки задается, а блок 10 регистрирует неупругое перемещение и пластический недовозврат звена 4. По этим результатам вычисляется работа за цикл, а с учетом ресурса МД определяется работа совершаемая до наработки на отказ. Однако совсем не обязательно доводить МД до отказа на каждом из нагрузочных режимов. Ниже показана методика, позволяющая определить работу МД при наработке на отказ, не доводя его до разрушения или отказа. По полученным результатам строятся нагрузочные характеристики МД (фиг.5).

Работа, совершаемая МД при наработке на отказ, будет равна

А Ащ,(2) где AI - работа совершаемая за один цикл;

п - ресурс МД. Нетрудно показать, что:

Ai 0,(Xi),(3)

а п п. 6 (Х|)

п-а5Мхо

Подставив (3) и (4) в (2). получим выражение (1). Множитель 0,5 в выражениях (3) и (4) появляется в результате оптимизации.

Нагрузка, при которой МД совершает максимальную работу при наработке на отказ, выбирается номинальной. На этом нагрузочном режиме МД обеспечивает максимальную экономическую эффективность от своего использования.

На фиг.5 показаны нагрузочныз характеристики МД с удлинением 0,015. ТЧЭ которого были изготовлены из никелида титана, легированного по разрезу замены никеля 17% меди.

. Использование настоящего изобретения позволит получить положительный эффект за счет повышения эффективности контроля, расширения его функциональных возможностей, увеличения информативности и возможности оптимизации параметров.

Формула изобретения 1, Способ испытаний мартенситного двигателя, включающий проведение серий перемещений выходного звена между крайними положениями за счет термоциклиро- вания термочувствительных элементов, изменение нагрузки выходного вала от се- рйи к серии.и измерение параметров термочувствительных элементов в каждой серии, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем определения номинальной нагрузки, в каждой серии дополнительно измеряют нагрузку, неупругое перемещение и пластический недовозв- рат термочувствительного элемента, а за номинальную принимают определяемую по измеренным параметрам нагрузку при которой двигатель совершает максимальную работу до первого отказа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину работы совершаемую двигателем до nepsoroi отказа определяют в соответствии с соотношением

Ј

V 0.25Х, ЫЈ|

20П(Х|)

где Xi - нагрузка в каждой из I серий испытаний;

5Н (Xi) чеупругое перемещение термочувствительного элемента при нагрузке Xi;

5п (Xi) - пластический невозврат термочувствительного элемента при нагрузке Xi. 3. Устройство для испытания мартен- ситного двигателя, содержащее барабан с

кинематической связью, выполненной с возможностью подключения к выходному звену мартенситного двигателя, гибкую тягу, соединенную одним концом с барабаном, а другим - с грузом, и блок измерения

угла поворота барабана, отличающее- с я тем. что, с целью расширения функциональных возможностей, двигатель снабжен дополнительной гибкой тягой с грузом на конце и опорной плоскостью, причем дополнительная тяга закреплена свободным концом на барабане в точке диаметрально противоположной точке крепления первой тяги, а опорная плоскость расположена под грузами с возможностью взаимодействия с

последними.

Фиг.2

//// / ss//////

Фиг.З

7

М

/W1

/

X

/ ::

////// ///////////

6 fer.4

/

X

С fl

4Х

/

/

A UA3

Фиг.5

М

Составитель А. Остапенко Редактор С.КулаковаТехред М.Моргентал Корректор С. Пекарь Заказ 1148Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5