Установка для испытания материалов на растяжение Советский патент 1981 года по МПК G01N3/10 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к технике измерения механических свойств мате риалов и может быть использовано в инструментальной про шшенности при определении предела прочности и деформации при растяжении твердосплав ного инструмента. Известна установка для испытания материалов на растяжение, содержащая станину, подвижную и неподвижную траверсы, опоры и систему привода tl . Недостатком установки является сложность конструкции вызванная тем, что система привода имеет несколько редуцирующих механизмов. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является установка для испытания материалов на растяже ние, содержащая заполненный рабочей средой цилиндрический контейнер с запирающим его приводным плунжером, захваты для . головок образца, размещенные в контейнере, и устройство для записи диаграммы растяжения образца 2 . . Недостатком данной установки является низкая точность испытания об разцов с разновеликими головками. НА РАСТЯЖЕНИЕ невозможность проведения испытания в условиях, приближенных к эксплуатационным. Это вызвано тем, что отсутствует гарантируемая соосность вектора нагрузки и оси образца и существует HepaBHoiyiepHocTb воздействия на площадь головок образца. Цель изобретения - повышение точности испытания образцов с разновеликими головками и приближение условий испытания к эксплуатационным. Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена дополнительным приводным плунжером с цилиндрическим пазом в его торцевой части и размещенной в пазе с радиальным зазором плавающей втулкой для закрепления в ней с натягом одной из головок образца, обогревателем, установленным на наружной поверхности контейнера, основной приводной НЛунжер выполнен со сквозным осевым отверстием и каналами для подвода рабочей среды в контейнер. На чертеже изображена предлагаемая установка. Установка содержит цилиндрический контейнер 1, на наружной поверхности которого установлен oCforpeBaтель2.В полость контейнера 1 введены

основной прииодной плунжер 3 и дополнительный приводной плунжер 4,В основном приводном плунжере 3 выполнено сквозное осевое отверстие 5 для центрирования образца б и каналы 7 для подачи в полость контейнера, образованную плунжерами 3 и 4, рабо|чей среды 8, например жидкого свинца.

Нижняя головка образца б закреплена с натягом в плавающей втулке 9, которая размещена в цилиндрическом пазе 10 торцевой части дополнительного приводного плунжера 4 с радиальным зазором,, позволяющим фиксировать образец б только з основном приводном плунжере 3. Плавающая втулка 9 одновременно препятствует проникновению рабочей среды 8 в цилиндрический паз 10, тем самым предупреждает всплытие образца 6. Для записи диаграммы растяжения имеется устройство в виде индикаторов 11 и 12 перемещения .

Образец 6 выполнен с разновеликими головками. Верхняя головка образца б по высоте в 2-3 раза выше, чем нижняя головка, которая в свою очередь выполнена по диаметру больше, чем верхняя головка.

Превышение высоты одной из головок в 2-3 раза вызвано тем, что по более высокой головке производится предварительная ориентация образца б в основном плунжере 3 и она служит направлением при деформации последнего, а незначительное увеличение (в 1,2-1,3 раза) нижней головки по диаметру гарантирует прижим образца 6 к дополнительному плунжеру 4 в процессе деформации обр.азца 6.

Установка работает следукадим образом.

Установив образец б и плунжеры 3 и 4 в контейнер 1 и проверив соосность их взаимного перемещения, нагревают контейнер 1 до 150-550 С (0,3-0,7 температуры плавления сжимемой среды) с помощью нагревателя 2 По достижении за;данной температуры в контейнер заливают сквозь один из каналов 7 предварительно расплавленную сжимаемую среду - свинец, олово и т.д., до появления расплава во втором канале 7,

После яаливки контейнера 1 и охлаждения его до комнатной температуры установку помещают в испытательную машину (не показана) между приводными плитами ее, на плунжере 3 устанавливают шаровую опору 13, выставляют по индикаторам 11 и 12 перемещения точку отсчета и начинают сжатие приводных плит. Двигаясь навстречу друг другу, плунжеры 3 и 4 сжимают в контейнере1 среду 8, тем самым равномерно сжимая стержень образца б и растягивая его вдоль оси. Деформация образца б

фиксируется индикаторами перемещения 11 и 12. Так как нижняя головка образца выполнена большей по диаметру, а верхняя выше по высоте, то резуЛьтируквдая деформация будет направлена вверх по оси образца б, но и в процессе растяжения соосность оси образца б и вектора растяжения не нарушается. Нагрузка записы- . вается на диаграмме растяжения по динамометру машины. Индикаторы перемещения 11 и 12 снабжены предохра.нителями (не показаны), препятствующими их разрушению при разрыве образца

Благодаря медленному сжатию сжимаемой среды и отсутствию непосредств.енного воздействия инструмента захватов) на головки образца, удается максимально приблизить условия испытания к эксплуатационным и обеспечит высокую точность испытания на растяжение хрупких материалов за счет постоянной соосности нагрузки и деформации, отсутствия концентрации напряжений у основания .головок образца, фиксации положения обеих головок растягиваемого образца.

Производительность испытания на растяжение и срок службы установки повышается по сравнению с известным более чем в 1,5 раза, точность испытания выше почти в 3 раза и отсутствуют случаи отрыва головок образцов при испытании.

Формула изобретения

Установка для испытания материалов на растяжение, содержащая заполненный рабочей средой цилиндрический контейнер с запирающим его приводным плунжером, захваты для головок образца, .размещенные iB контейнере, и устройства для записи диаграммы растяжения образца, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности испытания образцов с разновеликими головками и праближения условий испытаний к эксплуатационным, она снабжена дополнительным приводным плунжером с цилиндрическим пазом в его торцевой части и размеЕ1енной в пазе с радиальным зазором плавающей втулкой для закрепления в ней с натягом одной йз головок образца, обогревателем, установленным на наружной поверхности контейнера, основной приводной плунжер выполнен со сквозным осевым отверстием и каналами для подвода рабочей среды в контейнер.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1, Третьяков В.И. Основы металловедения и технологии производства спеченных твердых сплавов.М.,Мёталлургия, 19.7б,.с. 456-457.

2. Береснев Б.И., Верещагин Л.Ф., Рябинин Ю.Н. и Лившиц Л.Д. Некоторые вопросы больших пластических деформаций металлов при высоких давлениях. М. , изд-во АН СССР, 1960, 20-21 (прототип).