Способ испытания образца материала на термическую усталость

) 01) Ю 1)4 С 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНПРИ ГКНТ СССР ТЕТЫТИЯМ телей внутреннего сгорания путемобеспечения эксплуатационного соотношения параметров теплового и напряженого состояния образца. Образец 2закрепляют в захвате 1 испытательноймашины и приводят во вращение. Начасть кромки подают высокотемпературную газовую струю. Образец вращается с частотой, равной частоте рабочих циклов двигателя. Ширина обдуваемой кромки относится к общей длинкромки, как время теплообмена накромке поршня относится к временирабочего цикла двигателя. Выборзанных соотношений обеспечиваетдиент температуры и направлений, возникающий в камере сгорания реальногодвигателя. 2 ил.(21) 4240924/ (22) 03,04,87 (46) 23,04.89 (71) Институт АН УССР ( Бюл,робле прочнос 72) В.Г.Барило53) 620.178(088.8)56) Авторское свиде879371, кл, С 01 И ельство ССС 3/60, 1981.(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ РИАЛА НА ТЕРМИЧЕСКУ 10 (57) Изобретение отн тельной технике, в ч таниям на термическу изобретения - приближ условиям эксплуатаци ОБРАЗЦА МАТЕСТАЛОСТЬ ситсястност спыта испы ука- граусталость. Цел ение испытаний поршней двигаОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИзобретение относится к испыта=- тельной технике, в частности к испытаниям на термическую усталость.Цель изобретения - приближение5 испытаний к условиям эксплуатации поршней двигателей внутреннего сгорания путем обеспечения эксплуатационного соотношения параметров теплового и напряженного состояния образца. 1 ОНа фиг. 1 показано устройство, реализующее предлагаемый способ.Устройство для реализации способа содержит захват 1 для образца 2, подшипник 3, шестерни 4 и 5, привод 6 15 вращения, источник 7 газового потока.Способ осуществляют следующим образом.Из исследуемого материала изготавливают образец 2 необходимого типо размера, Технология изготовления образца и его типоразмер выбираются в соответствии с технологией изготовления и типоразмером реального конструктивного элемента, Образец 2 закрепля"25 ют в захвате 1 испытательной машины и приводят его во вращение с помощью привода 6 и шестерен 4 и 5. От источ- ника 7 газового потока подают высоко- температурную газовую струю на опре- ЗО деленную часть рабочей кромки образца 1.Обдув газовым потоком определенной части рабочей кромки и вращение образца позволяют создать импульсный нагрев материала кромки, обеспечив при этом время воздействия импульса, его иктенсивность и частоту, а также глубину прогрева материала и величину термических напряжений, соответствую щих реальным условиям работы материала конструктивных элементов поршней ДВС, Время каждого теплового цикла нагрева и охлаждения выбирают достаточным для прогрева массивных частей образца, обеспечив достижение максимума низкочастотных термических напряжений и опасных сочетаний темпера. тур и напряжений при снижении напряжений и увеличении температуры.Ширину обдуваемой кромки В (фиг,2), а следовательно, и сечение газового потока выбирают в зависимости от режима работы реального двигателя (двухтактный, четырехтактный, различной степени сжатия и др.) . При этом обдуваемая высокотемпературным газовым потоком часть рабочей кромки образца должна так относиться ко всей длине рабочей кромки, как величина времени интенсивного теплообмена ка кромке поршня ко всему времени рабочего цикла ДВС при его эксплуатации. Чтобы высокочастотные термические напряжения в образцах при испытаниях по предлагаемому способу были близки по величине к высокочастотным термическим напряжениям на кромках порш" ней ДВС при эксплуатации, необходимо, чтобы ширика В обдуваемой кромки об" разца по крайней мере в несколько раз превышала глубину прогрева кромки в течение одного импульса.Как показали экспериментальные натурные испытания двигателей внутреннего сгорания, глубина прогрева рабочей кромки поршня в течение воздействия одного теплового импульса состав.ляет не более 1 мм.Скорость вращения образца выбирают в соответствии с частотой рабочих циклов ДВС.Периодическое изменение температуры газового потока обеспечивает термоциклирование с низкой частотой и моделирует переходные режимы запуска и остановки ДВС, при которых материал поршня подвергается наибольшим термическим напряжениям.Величина термических напряжений и низкой и высокой частоты в значительной степени зависит от интенсивности теплообмена. Так как для реали" зации предлагаемого способа необходимо уменьшенное сечение газового потока, требуемую интенсивность теплообмена можно обеспечить при меньших затратах.Формула изобретенияСпособ испытания образца материала на термическую усталость, заключающийся в том, что образец в видекольца с внутренней конической поверхностью подвергают циклическомутепловому воздействию, а о термической усталости судят по количествутеплосмен до появления трещин,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью приближения испытаний к условиям эксплуатации поршней двигателей внутреннего сгорания путемобеспечения эксплуатационного соотношения параметров теплового и напряженного состояния материала, тепло1474514 Составитель В.ЛазареваТехред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская Редактор Н,Тупица Заказ 1885/40 Тирах 788 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 ному воздействию подвергают кромкуотверстия кольца меньшего диаметрана ее части, отношение длины которойко всей длине рабочей кромки равноотношению времени теплообмена на кромке поршня ко времени рабочего цикла двигателя, а кольцу придают вращательное движение с частотой, 5равной частоте рабочих циклов двигателя.