Образец для механических испытаний Советский патент 1982 года по МПК G01N1/28 

(54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ЙСШЛАНИЙ

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, в частности к изучению усталости труб и их соединений.

Сложность изготовления натурных образцов для испытаний иа усталость труб, особенно тонкостенньк, заключается .в том, что захваты испытательной машины влияют на распредели-: ние напряжений в образце, а тонко- стенные трубы изменяют свое сечеиие и практически не удерживаются в захватах, что сдерживает проведение исследований усталости сварных, резьбовых соединений труО и других факторов на натурных образцах.

Известн натурные образцы для испытания на усталость труб, содержащие цилиндрические или конические стержни, устанавливаемые в зах |атах испытательной машины, к которым приваривают исследуемые участ-; ки труб, либо выполняют их как одну деталь из одной заготовки, либо представляют участок трубы с концентраторами напряжений на рабочей части образца 1.

Недостаток известных образцов заключается в том что при испытаниях часто происходит разрушение

в области сварного соединения, а не по рабочей части образца. Конструкция натурных образцов с концентратором напряжений на рабочей части не позволяет изучать влияние на усталость резьбового соединения и других факторов. Существующие образцы сложны в изготовлении, так как для соблюдения изентичных условий нагружения концентраторы напряжений изготавливают с высокой точностью.

Известен образец арматуры с усиленньау1и стеклопластиковыми концевыми участками. Он включает стержень, концевые участки которого снабжены стеклопластиковыми обоймами с наполнителем 2 .

Известное техническое решение не может быть использовано для усиления концевых участков труб, особенно тонкостенных, из-за низкого сцепления стеклопластика с гладкой поверхностью трубы .

Вводимые в стеклопластики наполнители изменяют их окраску, механические свойства, но не оказывают существенново влияния на адгезию, i4To связано со слабым краплением образца в.стеклопластиковой обойме в процессе испытаний. Изготовление насечки на поверхности тонкостенных труб для увеличения сцепления практически не допустимо из-,за ограниченной толщины стенки трубы. Таким образом, недостатками образца являются низкое качество и точность испытаний. Цель изобретения - повышение качества, точности испытаний. Указанная цель достигается тем, что образец для механических испытаний, включающий трубу, концевые участки которой снабжены стеклоплас тиковыми обоймами с наполнителем, снабжен расположенным внутри цилиндрическим вкладшыем, слоем связующего материала, преимущественно углеродистой стали, размещенным на наружной поверхности трубы, а напол нитель выполнен в виде абразивных частиц неправильной формы. Цилиндрический вкладьаа выполнен из материала с коэффициентом линейного расширения равным тему же коэф фициенту материала образца, а его длина равна длине участка захвата образца. .На фиг. 1 приведен образец, общи вид; на фиг. 2 - сечение усиленных концов образца, устанавливаег х в захватах испытательной Машины. Образец состоит из исследуемого участка, трубы 1, вкладьаяа 2, стеклоплас.тиковой обоймы, абразивных частиц 4, напыленного материала 5. Предлагаемый образец для механических испытаний труб изготавливается следующим образом. На наружную поверхность трубы на пыляют слой материала так, чтобы создать шероховатую поверхность образца для увеличения сцепления ег со стеклопластиковой обоймой. Затем на эту поверхность последоаательно наносят абразивные частицы, например из керамики, тонкий слой эпокси кого клея и один слой стеклоткаии. Далее наносят до необходимого наруж ного диаметра обоймы слой эпоксидно го клея, слой стеклоткаии. Внутрь образца исследуемой трубы по скользящей посадке или с использованием эпоксидного клея для- устра нения перемещений вставляют цилиндр ческий вкладыш длиной равной длине участка захвата образца в испытател ной машине и изготовленного из мате риала с коэффициентом линейного рас ширения, равным тому же коэффициент исследуемого материала трубы. Это связано с тем, что при усталости происходит нагрев образца за счет его пластического деформирования, а следовательно, и расширение материалов, которое ведет к изменению распределения напряжений в образце. Применение предлагаемого образца для механических испытаний труб повышает производительность испытаний примерно в два раза, увеличивает количество испытанных образцов , удовлетворяющих требованиям испытаний (разрушение по рабочей части образца). А также позволяет проводить натурные испытания, представляющие в настоящее время значительные трудности (например, исследование усталости резьбового соединения, влияния конструкции муфт, ниппеля и другие). Экономический эффект только за счет увеличения количества образцов, удовлетворяющих требованиям испытаний (разрушение по рабочей части образца) , составит -примерно 100 руб. при определении одного предела выносливости, а при потребности в проведении усталостных испытаний труб только в масштабах Министерства геологии СССР в количестве 20 определений пределов выносливости или 200 образцов в год экономический эффект составит не менее 2000 руб. Формула изобретения 1.Образец для механических испытаний, включанвдий трубу, концевые участки которой снабжены стеклопластиковыми обоймами с наполнителем, отли чающн и с я тем, что, с целью повышения качества и точности испытаний, он сиабжен расположенньол внутри цилиндрическим вкладышем, слоем связующего материала, преимущественно углеродистой стали, размещенным на наружной поверхности , а наполнитель выполнен в виде абразивных частиц неправильной форшл. 2.Образец по,п. 1, отличающийся тем, что цилиндрический вкладш выполнен из материала с коэффициентом линейного расширения, равнцм коэффициенту линейного расшшрения материала образца, а длина вкладыша равна длине участка захва.та образца. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Программа и тезисы докладов ХУ1 коллоквиума ЦЗЛ. 18. - 24 марта 1974, Череповец; с. 89 - 90. 2,Городницкий Ф,М, и Михайлов К.В. Выносливость арматуры железобетонных конструкций. М., 1972, с. 63-65.

333

П ЛС-ЖаВаиХгП : Г-Ж-«.-Л.;Ж-ТЕ-Л

(put. 1

S

.г