Способ испытаний образцов материалов на ползучесть

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 й 3 /1 ТВ 21) 4861997/ 22) 16.07.9046) 07.08.92.71) Московскститут являютсяпри пролучения, на средГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ юл,%29й инженерно-физический ин(72) В,М.Баранов, С,А.Волобуев и Л,И,Лавейкин(56)(Бордзыка А.М. Методы горячих механических испытаний металлов, М,: Металлургия, 1955, с. 87-89,2,Авторское свидетельство СССРМ 1659772, кл. О 01 И 3/18, 1988,(54) СПОСОБ: ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВМАТЕРИАЛОВ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испыта ний материалов на ползучесть, и может быть использовано в полях ионизирующих излучений и высоких температур,Известен способ испытания образца материала на ползучесть, заключающийся в том, что закрепляют стержневой образец одним концом в захвате испытательной машины, нагревают его до заданной температуры, к другом концу образца прикладывают постоянную нагрузку в виде груза и периодически определяют деформацию образца, по которой судят о ползучести (Борздыка А.М. Методы горячих механических испытаний металлов. ММеталлургиздат, 1955, с.87-89). Недостатками этого способа невысокие точность и надежност ведении испытаний в условиях о что связано с влиянием излучени Ы 175334(57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам испытаний образцов материалов на ползучесть, Целью изобретения является повышение точности и надежности определения деформации ползучести, Подвешивают одним концом стержневой образец с грузом, периодически возбуждают свободные колебания системы образец-груз, по изменению параметров которых судят о ползучести материала, при этом груз с образцом соединяют жестко. Для дополнительного повышения точности в поле температур, неравномерном вдоль оси образца, предлагается груз выполнить плоским с плоскостью, перпендикулярной оси образца, 1 3, и. ф-лы. ства измерения деформации, Периодическое извлечение образца из установки для измерения деформации в этом случае исключаетсяя.Известен также принятый за прототип способ испытания образца материала на ползучесть, заключающийся в том, что подвешивают стержневой образец одним концом в захвате испытательной машины с возможностью качания относительно точки подвеса, нагревают его, измеряют геометрические размеры и массу груза, присоединяют груз к другому концу образца, периодически возбуждают свободные колебания качания системы образец-груз и измеряют период.колебаний, с учетом изменения которого, а также массы и геометрических размеров груза судят о деформации ползучести образца (В,М.Баранов, Л.И.Лавейкин, К.В,Набойченко. Способ испытания образца материала на ползучесть. Положительное решение от 29,11;89 г., по30 35 45 50 55 заявке М 4629134/25-28 (182950), от 30.12,88 гкл, С 01 М 3/18),Недостатком данного способа является невысокая точность измерения деформации ползучести образца, Это связано с тем, что при нежестком соединении образца и груза происходит их взаимное смещение в процессе колебаний, вызывающее изменения момента инерции системы относительно точки подвеса и расстояния от этой точки до центра масс маятника, Поскольку указанные параметры входят в соотношение, описывающее закономерность колебаний физического маятника и определяющее зависимость периода его колебаний от масс и размеров его элементов, в частности, от длины образца, нестабильность их значений обусловливает недостаточно высокую точность измерения деформации ползучести, Кроме того, при нежестком креплении образца и груза затруднен или невозможен выбор работоспособного в полях ионизирующих излучений способа возбуждения колебаний, обеспечивающего наименьшее смещение груза относительно образца. Вследствие этого способ недостаточно надежен и прост,Целью предлагаемого изобретения является повышение точности, надежности и упрощение способа испытания образца материала на ползучесть,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в том, что измеряют массу стержневого образца, геометрические размеры и массу груза, подвешивают образец одним концом с возможностью качания относительно точки подвеса, к другому концу образца.присоединяют груз, периодически возбуждают свободные колебания качания системы образец-груз и измеряют период колебаний системы, с учетом изменений которого, а также массы образца, массы и геометрических размеров груза судят о деформации ползучести образца, согласно предлагаемому изобретению, груз. соединяют с образцом жестко,Для повышения точности измерения деформации ползучести в неравномерном вдоль оси образца температурном поле груз выполняют плоским, а образец присоединяют перпендикулярно плоской поверхности груза.Жесткое крепление образца и груза позволяет повысить точность измерения деформации ползучести за счет исключения изменения момента инерции системы образец-груз относительно точки подвесэ и расстояния от центра масс системы до этой точки, которые используются при расчете деформации образца по периоду колебаний системы, и определяют закономерность колебаний физического маятника, Такое крепление исключает вредные колебания груза относительно образца. Кроме того, повышаются удобство и надежность способа за счет расширения возможностей выбора и использования более простых и работоспособных в условиях испытаний способов возбуждения колебаний.Выполнение груза плоским и присоединейие образца перпендикулярно плоскости груза позволяет повысить точность измерений деформации ползучести в неравномерном вдоль оси образца температурном поле, поскольку именно в этом случае в наименьшей мере изменяются за счет изменения температуры и размеров груза при колебаниях момент инерции системы относительно точки подвеса и расстояние от центра масс системы до этой точки, определяющие зависимость периода колебаний маятника от длины образца (по которой судят одеформэции образца).Способ реализуют следующим образом.Измеряют массу образца и геометрические размеры и массу груза. Образец подвешивают одним концом с возможностью качания относительно точки подвеса, к другому концу образца жестко присоединяют груз. Периодически возбуждают свободные качания системы образец-груз и измеряют период ее колебаний, Для возбуждения колебаний и регистрации их периода используют любые работоспособные в условиях испытания способы, По изменению периода колебаний системы с учетом массы образца, массы и геометрических размеров груза судят о деформации ползучести образца,Для расширения температурного диапазона испытаний образец нагревают,Для повышения точности при проведении испытаний в неравномерном вдоль оси образца температурном поле груз выполняют плоским. а образец жестко присоединяют перпендикулярно плоскости груза.Проверку работоспособности способа проводили на лабораторном макете. Использовали медные стержневой образец длиной 400 мм диаметром 6 мм и массой 100 г и груз в форме диска диаметром 120 мм, высотой 10 мм и массой 1 кг, Образец одним концом свободно подвесили с возможностью качания, другим концом жестко соединили с диском в центре и перпендикулярно его плоской поверхности. В узле подвеса использовали ножевую опору, Применяли источник света, оптическую систему, электрическую систему с фотоэлементом, затемняемым стержнем в положении равновесия,1753348 5 10 15 20 25 также массы образца, массы и геометриче 30 тем, что при неравномерном вдоль оси образца температурном поле груз выполняютплоским, а образец присоединяют перпендикулярно плоскости груза. 40 Составитель В.ЛазареваТехред М,Моргентал Корректор А.Ворович Редактор С,А,Кулакова Заказ 2762 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 5частотомер-хронометр и другое оборудование, Периодически возбуждали свободные колебания системы и измеряли периоды колебаний. В промежутках времени между сериями колебаний и измерений маятник нагревали для ускорения процесса ползучести, По изменению периода колебаний системы с учетом массы образца и массы и геометрических размеров груза определяли изменение длины образца, Для этого использовали известную зависимость периода колебаний физического маятника от его момента инерции относительно точки подвеса и расстояния от центра масс до оси качания:Т =2 л 1где Т - период колебаний системы образецгруэ;1 - момент инерции системы относительно оси качания;т - масса маятника (образца и груза); д - ускорение свободного падения;0 - расстояние от центра масс маятника до оси качания.В приведенном соотношении образца значения 1 и 0 определяются массой и геометрическими размерами образца и груза. Для маятника иэ стержня длиной и массой л 11 и диском радиусом г, высотой и и массой т 2, соединенных укаэанным выше образом, справедливы выражения:, +щ 2(+-2)б -п 11 п 12пЦ п 12421 = - у - + --- +п 12(1+ у).Полученные расчетные данные позволили построить зависимость периода колебаний системы от длины образца и деформации ползучести от времени, т.е, кривую полэучести. Согласно первой зависимости, в частности, начальной длине образца соответствует период колебаний 1,26971 с, а деформациям 1, 2 и З=,ь соответствуют периоды 1,27590. 1.28206 и 1,28819 с, Правильность определения деформации образца подтвердили несколькими непосредственными измерениями его длины компаратором в процессе испытаний.Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет упростить испытания на ползучесть и повысить их точность и надежность, Кроме того способ обеспечивает расширение температурного диапазона исследований и повышение точности определения деформации ползучести в неравномерном вдоль оси образца температурном поле,Формула изобретения 1, Способ испытаний образцов материалов на полэучесть, заключающийся в том, что измеряют массу стержневого образца, геометрические размеры и массу груза, подвешивают образец одним концом с возможностью качания относительно точки подвеса, к другому концу образца присоединяют груз, периодически возбуждают свободные колебания качания системы образец-груз и измеряют период колебаний системы, с учетом изменений которого, а ских размеров груза судят о деформации полэучести образца, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, а также упрощения способа пу тем упрощения возбуждения свободных колебаний качания, груз с образцом соединяют жестко,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я