Способ испытания материалов на термомеханическую усталость

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН и С 01 ХЗ/60 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ТЕЛ ЬСТ ессквоз нем ваю на стврмолью эк бра жен вое со ется фгру- м Б ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ЧЕСКУЮ УСТАЛОСТЬ, закГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработкицветных металлов(56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 232578, кл. С 01 И 3/60, 1967.2. Авторское свидетельство СССРВ 1015281, кл.С 01 М 3/60, 1981(54)(57) СПОСОНА ТЕРМОМЕХАНИ 801147953 А лючающийся в том, что в цилиндр ком образце материала выполняют ное осевое отверстие, размещают нагреватель, периодически нагре образец, прикладывают сжимающую грузку к его торцам и по количе циклов до разрушения судят о те механической усталости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це приближения условий испытания к луатационным путем создания в о це напряжений, адекватных напря ям в прессовом инструменте, осе отверстиевыполняют в виде двух осных усеченных конусов, меньше основание одного из которых явл большим основанием другого, н н жают образец внутренним давлени3 3и двумя подвижными плитами 5 и Ь, к которым подключена вторичная обмотка трансформатора 7. Нагружатель выполнен в виде втулки 8, размещенной междуподвижными плитами 5 и 6, и установленного на подвижной плите 5 пуансона 9 с центральным отверстием 10 и коническим выступом 11. Нагреватель, выполненный в виде стержня 12 с верхним коническим участ ком 13, закреплен на подвижной плите 6 и размещен в отверстиях втулки 8 и пуансона 9 причем свободный конец стержня 12 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 7. Между основанием 1 и подвижной плитой 6 установлен динамометр 14 с индикатором 15, соединенный через преобразующий прибор 16 с осциллогра" фом 17, к которому также подсоединены термопары 18 и 19.Способ реализуется следующим образом. В цилиндрическом образце 20, подлежащем испытанию, выполняют сквозное отверстие з виде двух соосных усеченных конусов, образующий рабочий 21 и переходной 22 участки, причем меньшее основание конуса переходного участка 22 является большим основанием конуса рабочего участка .21. Конусность рабочего участка 21 целесообразно выполнять в преде" лах 1 30 - 20, а переходного участка 30 ф о.Изготовленный указанньм образом образец 20,надевают на конический участок 13 стержня 12, имеющий та-. кую же конусность, что и рабочая часть 21, и поджимают его с заданньм усилием к траверсе 4 .с помощью пуансона 9, конический выступ которого имеет такую же конусность, что и переходная часть 22 образца 20. Пропускают .лектрический ток от трансформатора 7 через стержень 12 и втулку 8, э результате чего образец 20 нагревается вследствие электроконтактногонагрева от пуансона 9 и нагружаетсясжимающим усилием по его торцам. Приэтом образец 20 нагружается растягивающим усилием, црнкладываемьм к поверхности переходного участка 22. Растягиваощие и сжимающие нагрузки образца 20 возникают за счет перемещения пуансона 9 при термическом расширении втулки 8. Наряду с этим происходит нагрев рабочего участка 21 от М 114795Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании материалов на термомеханическую усталость.Известен способ испытания материала на термомехаиическую усталость,заключающийся в том, что образец выполняют в виде цилиндра, прикладывают сжимающую нагрузку, периодически нагревают и по количеству циклов 10до разрушения судят о термомеханической усталости 11.Наиболее близким к изобретениюявляется способ испытания материалов на термомеханическую усталость,в цилиндрическом образце материалавыполняют сквозное осевое цилиндрическое отверстие, размещают в немнагреватель, периодически нагреваютобразец, прикладываот сжимающую нагрузку к его торцам и по количествуциклов до разрушения судят о термомеханической усталости 23.Недостатком известных способовявляется несоответствие условий испытаний условиям эксплуатации прессового инструмента, поскольку напряжения в последнем обусловлены сложнойгеометрической формой и неравномерньм нагревом укаэанного инструмента,30Цель изобретения - приближениеусловий испытания к эксплуатационньм путем создания в образце нанряжений, адекватных напряжениям в прессовом инструменте. 35Указанная цель достигается тем,что согласно способу испытания материалов на термомеханическую усталость заключающемуся в том, что вцилиндрическом образце материала 40выполняют сквозное осевое отверстие,размещаот в нем нагреватель, периодически нагревают образец, прикладываот ежимаощую нагрузку к его торцаи и по количеству циклов до разрушеиия судят о термоиеханическойусталости, осевое отверстие выполняют в виде двух соосных усеченныхконусов, меньшее основание одного.из которых является большим основаииЕм другого, и нагружают образецвиутреииим давлением.На чертеже изображена схема устройства, реалиэирующего предлагаемыйспособ, 55Устройство для реализации способасодержит основание 1, на котором закреплены колонны 2 и 3 с траверсой 43 1147953стержня 12 иодновременное приложе напряжением в прессовом инструменте. ние касательных сил (снл трения), В процессе испытаний регистрируют на возникающих при перемещении стерж- осциллографе 17 нагрузку и дефррманя 12 от термического расширения. цию образца 20, измеряемые динамомет После нагрева образца 20 до заданнойром 14 и индикатором 15.1 Одновременно. температуры, которая фиксируется определяют количество .циклов до появтермопарамн 18 и 19, отключают элект- ления трещин в образце 20, по которо- рический ток, в результате чего проис- му судят о термодинамической усталосходит остывание образца 20, пуансо- ти материала.на 9.и втулки 8, и образец 20 разгру Ожается. Затем цикл нагрева и охлажде- Изобретение позволяет приблизить ния повторяют. Регулируя время пропус-. условия испытания к эксплуатационным кания электрического тока и последую- путем создания в образце циклических щего охлаждения, создают в образце температурно-силовых нагрузок, совоциклические температурно-силовые на купность которых обусловливает в нем груэки, совокупность которых обуслоь- напряжения, адекватные напряжениям ливает в нем напряжения, адекватные в прессовом инструменте.фаюиал ППН каз 1567/35 тфит э 1 97 Поодписно од, ул.Проектная