Способ испытания на прочность трубчатых образцов хрупких материалов

(19) 01 18 ИЯ ИСАНИЕ ИЗОБРЕ ьствс 1 СССР/18, 1988. образца без существепотерь и образованиежений по длине образко-механическими скристаллического порокачестве рабочего телавозможно точно контнапряжений, воэникачатого образца.Цель изобретениясти измерения прочноСпособ осуществлразом.Длинномерный трполняется рабочим телрого используетсяпорошок стекла, заклюслоями жаростойкогопорошка. Затем произнагрев образца со скорасплавления рабочегоцу прикладываются оусилие, разрушающеепрочность.- повышение точности образца.яется следующим обубчатыи образец заом, в качестве котомелкодисперсный ченный между двумя мелкодисперсного водится ступенчатый ростью 5 - 10 К/с до тела. Далее к образсевое механическое его и определяется ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(4 б) 30,08.92. Бюл. йг (71) Харьковский гос ситет им. А,М,Горько (72) Н.И.Поляков, В. лавский и А, Е. Рожков (56) Авторское свидет Ит 1473510, кл. 0 01 й (54) СПОСОБ ИСПЫ СТЬ ТРУБЧАТЫХ О МАТЕ РИАЛОВ 32ударственный универгоТ.Грицына, В.Б,БраиТАНИЯ НА ПРОЧНОБРАЗЦО В ХРУПКИХ Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам, в которых используют нагружение трубчатых образцов внутренним давлением, и может найти применение при контроле за качеством кристаллов, используемых для оболочек световых ламп высокой интенсивности,Известен способ для испытания на прочность трубчатых образцов при комнатной температуре, в котором используется для нарушения трубчатого образца гидравлическая жидкость (масло), Однако при исследовании трубчатых образцов при высоких температурах, например 200 - 10000 С, нагружение маслом теряет всякий смысл,Наиболее близким к предлагаемому является способ для испытания трубчатых образцов на прочность, включающий заполнение образца рабочим телом, нагрев, осевое механическое нагружение его до разрушения и определение прочности.Недостатком известного способа является отсутствие возможности передачи осевого усилия на боковую поверхность(57) Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность, Цель изобретения - повышение точности при испытании длинномерных образцов путем создания равномерно распределенного усилия по длине образца. Полость образца заполняют средой в виде мелкодисперсного порошка стекла. Торцы образца заполняют слоями порошка, температура плавления которого превышает температуру плавления порошка стекла, Создают ступенчатый нагрев образца и осевую механическую нагрузку. Доводят образец до разрушения и определяют прочностные характеристики,нных энергетических неоднородных напряца, связанных с фиэивойствами сыпучего шка, применяемого в . Таким образом, неролировать величину ющих в стенках труб1758481 2 - 1 оставитель Е.Кондрашоваехред М.Моргентал Корректор С,Патрушева Редактор М,Цитки Заказ 2993 ВНИИПИ Госуд Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 13035, Москва, Ж. Раушская наб., 4(5 здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 О Производс В результате использования стеклянного порошка, ступенчатого нагрева образца и доведения рабочего тела до вязко-жидкого состояния создаются условия, когда на стенки образца осевое усилие передается без потерь и действует равномерно по всей длине. Поведение такой жидкости подчиняется закону Паскаля для замкнутых сосудов и описывается уравнением Навье-Стокса,Указанная скорость нагрева образца является оптимальной. Превышение скорости нагрева свыше 10 К(с приводит к разрушению образца из-за термонапряжений, а снижение экономически нецелесообразно, т.к. увеличивается время испытания образца.Проводились экспериментальные исследования с использованием в качестве рабочего тела порошка стекла (марка Ф), жаростойкого порошка алунда (АгОз+3 Ог). Рабочее тело заполнялось в корундовый образец размером: длина 15 мм, радиус внутр. В 1 =- 4,70 + 0,05 мм, радиус внеш, Вг=7,80 0,05 мм. Зная марку стекла, определяютдиапазон температур, в которых стекло находится в вязко-жидком состоянии (в данном случае 450-530 С). Нагрев осуществлялся со скоростью 7 К(с с 10-секундной выдержкой после 10 с нагрева, Были испытаны 3 одинаковых образца при приложении разрушающей осевой силы Е Е 1= 250; Ег = 258; Ез = 245 кГ), Ошибка в определении составЛР ляет - - = +2;Ь,При установлении температуры 500 С образец был разрушен на прессе. Подставив имеющиеся данные в формулу Р й 1 +В гй 1 В 1-В 1 получим напряжение О, ответственное за прочность образца, В соответствии с теорией погрешностей имеем для нашего случая Ло ЛР+2 ЛР 1 + 2 ЛВ 1 В 1+ Вг +о Г В 1 В 1+ В 3 Используя погрешности в определении составляющих, приведенных выше, получим:ЛпО5 В то же время в прототипе невозможнополучить не только высокую точность, но и истинную величину разрушающего напряжения, так как по мере роста внешнего усилия происходит геометрическая ориентация 10 порошинок с увеличением площади соприкосновения между ними, приводящим к росту трения между порошинками, что создает эпюру напряжений, повторяющую профиль нагруженного плунжера. В этом случае на блюдается неравномерное распределениенагружающего усилия по длине образца, что вынуждает использовать короткомерные образцы (кольца). Для таких образцов возможен существенный вклад краевого зф фекта, снижающего абсолютное значениеразрушающего усилияТаким образом, заявляемыи способ позволяет проводить испытания длинномерных высокохрупких образцов с достаточной 25 точностью в широком интервале высокихтемператур. Формула изобретения 30 Способ испытания на прочность.трубчатых образцов хрупких материалов, заключающийся в том, что заполняют полость образца рабочий средой, нагревают его, создают осевую механическую нагрузку и оп ределяют прочностные характеристики, о тличающийся тем,что,сцельюповышения точности при испытании длинномерных образцов путем создания равномерно распределенного усилия по длине образца, в 40 качестве рабочей среды используют мелкодисперсный порошок стекла, размещенный между двумя слоями мелкодисперсного порошка с температурой плавления, превышающей температуру плавления рабочей 45 среды, а нагрев осуществляют ступенчатодо расплавления последней.