Образец для исследования термомеханической усталости материалов

(71) Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения "Уралмаш" и Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 920462, кл. С 01 В 3/60, 1980.2, Совершенствование технологии сварочного производства. Труды Уральского политехнического институт им. С.М; Кирова. Свердловск, 1975 У 03, стр, 30-31 (прототип). а2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ОПИСАНИ ВТОРСИОМУ СВ ЯО 1111067 А(54)(57) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ МАТЕРИАЛОВ, выполненный в виде пластины сосквозным отверстием в средней части,одна из боковых кромок которой предназначена для контактного нагрева,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения производительностисследования, отверстие имеет вытянутую вдоль кромки форму и смещенов сторону последней,Изобретение относится к испыта" тельной технике, в частности,к образцам для исследования термомеханической усталости материалов.Известен образец для исследования термомеханической усталости материалов, выполненный в виде стержня с цилиндрической полостью и захватными головками на концах,предназначенными для крепления в захватах испытательной машины 1 11Недостатком данного образца является высокая трудоемкость изготовления.Наиболее близок к предлагаемому образец для исследования термомеханической усталости материалов, выполненный в виде пластины со сквоз" ным круглым отверстием в средней части, одна из боковых кромок которой предназначена для контактного нагрева 21.Недостатком известного образца является низкая производительность исследования, так как при контактном нагреве одной из боковых кромок тепловой поток обтекает круглое отверстие и нагревает противоположную кромку, что снижает жесткость образца и приводит к уменьшению уровня циклических напряжений и деформаций на нагреваемой кромке и, следовательно, к увеличению числа циклов до образования трещины.Цель изобретения - увеличение производительности исследования.Указанная цель достигается тем, что в образце для исследования термомеханической усталости материалов, выполненном в виде пластины со сквозным отверстием в средней части, одна иэ боковых кромок которой предназначена для контактного нагрева, отверстие имеет вытянутую вдоль кромки форму и смещено в сторону последней.На чертеже изображена схема предлагаемого образца.Образец выполнен в виде пластины 1 с захватными головками 2 и 3, преднаэначенньии для крепления в испытательной машине (на чертеже не показана). В средней части пластины 1 выполнено сквозное отверстие 4, имеющее вытянутую форму и постоянную ширину. Отверстие 4 смещено в сторону одной из кромок, являющейся рабочей частью 5 образца и предназначенной для нагрева в процессе исследования высокотемпературным призматическим нагревателем 6шириной Ь . Расстояние А от поверх ности нагреваемой кромки до ближайшей стороны отверстия 4 выбираетсяиз следующего соотношения:4 0,25 -з(1)1 Огде А - коэффициент теплопроводности материала образца,А, - минимальное значение удельного теплового потока от 15нагревателя 6 к образцуна участке контакта с рабочей частью 5.Предлагаемый образец исследуютследующим образом.Захватные головки 2 и 3 образцазакрепляют в испытательной машине.Высокотемпературный нагреватель 6приводят в соприкосновение с рабочейчастью 5 и одновременно нагружаютобразец заданным усилием. Рабочаячасть 5 нагревается до заданной температуры и удлиняется, а часть образца, расположенная под отверстием4,остается холодной,что препятствуетудлинению рабочей части 5, приводяк появлению в ней сжимающих усилий.Выполнение отверстия 4 вытянутымвдоль нагреваемой в процессе испытания кромки длиной Ь большей ширины Ьк участка контакта нагревателя 6 с рабочей частью 5 образца исключает воэможность огибанияотверстия 4 тепловым потоком, чтообеспечивает высокую кесткостьсредней части образца, а, следовательно,максимальные напряжение идеформацию материала в его рабочейчасти 5. Это обстоятельство, а такжето, что расстояние А от поверхностинагреваемой кромки до ближайшей стороны отверстия 4 выбирается из соотношения (1), сокращает продолжительность исследований,После нагрева рабочей части 5до заданной температуры высокотемпературный нагреватель 6 отводят отобразца, охлаждают рабочую часть 5а направление нагружающего усилия изменяют на противоположное. Описанный цикл теплового и механическогонагрухения повторяют многократнодо образования трещин, одновременнорегистрируя число циклов, вызывающих1111067 Составитель В. ГриненкоТехред М,Кузьма Корректор Е. Сирохман Редактор Л. Пчелинская Заказ 6301/34 Тирах 822 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 их появление, по которому судят отермомеханической усталости материалаИзобретение позволяет увеличитьпроизводительность исследованиятермомеханической усталости матерна лов вследствие увеличения жесткостисредней части образца, что обеспечивает возникновению в его рабочейчасти максимальных напряжений и деформаций.