Способ испытаний образцов материалов на ползучесть

(Я.)5 1 013/18 ГОсудАРсГБе .ны Й КОмитетПО ЛЗОБРЕТЕ ИЛУ И ОТКРБГ И 5 УПРИ ГНТ СССР ОП, ОСАНКЕ ИЗОБРЕГЕНУЯ.(57) Изобретение относ 11 тся к испытательной техник), в част;Ости к сгссобам испытании 00 а 1 Ов 14 ате)иалов на ползучесть,Изобретеие относится к испытатель ой тех 11 ико. а именно к способам испытаний материагюв на ползучесть, и может быть использова 1 о в полях ионизиоующих излучений и высоких те:ператур,Известен способ испьпания материалйв 11) ползуч 8 сть, заул)оча 10 щиЙся в том, 1 то зэкрег)5151 От стержневой Обоазец ОДним концом в захГ)ате испьтатель 11 ОИ ма 1)ины, нагреваю Г Ого, к дру ому концу и рикладь 1 ваот постоянную нагрузку О виде груза и п 8 р и О,с Р 1 18 с к и 0 и р 8 д 8 л я ю т д е ф 0 р м а ц и О образца, с учетом которой судят о ползучести (1,",Недостатком даного способа являетсл ограниченная область г рименения, Вариант способа. по которому образец периодически извлекают из установки длл измерения деформации. не может быпгь реализован в полях ионизирующих излучений, Испытания же с измерением деформации; ЪГ 770814 А 1 и может быть использовано в полях ионизируГащих излучений, Целью изобретенил явллется повышение точности определения деформации ползучести путем уменьшения влиянил изменения размеров груза при испьтанллх, например, вследствие облучения или нагрева. Для зтого в извсстном способе, , аключающеГ.ся в том, что подвешивают стеркневгй Образ(ц одним концом, к друГО- мконцу присаединлот груз, периодически зозбуждаот свободные колебания качания системь образец-груз и измеряют период колебаний системы, с учетом изменений которого судят о деформации ползучести образца, Согласно изобретеник) крепление образца к грузу производят в центре масс груза,Образца непосредственно в установке характеризуются невысокой точностью и надежностью вследствие влияния излучения на средства измерени 51.Известен также принятый за прототип способ испытания образца материала на ползучесть, заключаоецийся в том, что подвецивают стержневой образец одним концом в захвате испытательной машины с возможностью качания относительно точки подвеса, нагревают его, измеряют геометрические размеры и массу груза, присоединл)от груз;: другому концу образца, периодичегл(и возбуждают свободные колебания качания системы образец-груз и измеряот период колебаний, с учетом изменений котороГо, а такх(е массы и геометрических размеров руза судят о деформации ползучести образца (21,Недостатком данного способа является недостаточно высокая точность измерения5 10 15 20 30 35 40 45 50 деформации ползучести образца в условиях испытания, вызывающих изменение размеров груза, например, вследствие радиационного распухания при облучении. В этом случае изменяется момент инерции. груза и системы образец-груз относительно точки подвеса и расстоя.ние от центров масс груза и системы до этой точки. Поскольку указанные параметры определяют зависимость периода свободных колебаний физического маятника от длины образца, их изменение в процессе эксперимента обусловливает погрешность в определении деформации ползучести.Целью изобретения является повышение точности определения деформации полэучести путем уменьшения влияния изменения размеров груза при испытаниях,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе испытания образца материала на полэучесть, заключающемся в том, что измеряют массу стержневого образца, геометрические размеры и массу груза. подвешивают образец одним концом с возможностью качания относительно точки 25подвеса. 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 груза и геометрических размеров груза судят о деформации полэучести образца. Согласно предлагаемому изобретению крепление груза к образцу производят в центре масс груза,Крепление образца к центру масс груза позволяет увеличить точность измерения деформации ползучести образца, поскольку именно в этом случае при изменении размеров груза не изменяется расстояние от центра масс маятника до оси качания и в наименьшей мере изменяется момент инерции груза и всей системы относительно точки подвеса. Поскольку момент инерции системы образец-груз относительно точки подвеса и расстояние от этой точки до центра масс маятника зависят от масс, размеров и ориентации образца и груза относительно оси качания в то же время определяют период свободных колебаний системы, повышение точности определения деформации полэучести образца по периоду колебаний маятника достигается путем уменьшения влияния изменения размеров груза на эту зависимость за счет присоединения образца к центру масс груза. (Известно, что момент инерции тела относительно оси качания выражается суммой момента инерции тела относительно проходящей через его центр масс оси и произведения массы тела на квадрат расстояния между этими осями, По предложенному способу, расстояние между осью качания и центром масс груза определяется только длиной образца и не зависит от размеров груза, поэтому изменение момента инерции системы относительно точки подвеса зависит только от изменения момента инерции относительно этой точки и изменения момента инерции груза относительно его центра масс),Способ реализуется следующим образом.Берут груз, форма которого обеспечивает возможность его крепления с образцом в центре масс. Измеряют массу стрежневого образца, геометрические размеры и массу груза. Образец свободно подвешивают одним концом с возможностью качания относительно точки подвеса, другим концом соединяют с центром масс груза, образуя маятник. Периодически возбуждают свободные колебания системы образец-груз. Регистрируют период колебаний, по изменению которого с учетом массы образца, массы и геометрических размеров груза судят о деформации ползучести образца, Для возбуждения колебания системы и регистрации их периода используют любые удобные и работоспособные в условиях испытания способы, причем отдают предпочтение .бесконтактнь 1 м. Расчет деформации ползучести проводят с использованием соотношения, описывающего колебания физического маятника и связывающего, в частности, период колебаний с массой и геометрическими размерами образца и груза.Проверку работоспособности производили на лабораторном макете, Образцом служила медная проволока длиной 500 м, диаметром 2 мм и массой 14 г., грузом - медная сфера диаметром 40 мм и массой 300 г с отверстием диаметром 2,5 мм до центра масс. Образец одним концом подвесили с возможностью качания, другим соединили с центром масс груза. В узле подвеса применили цанговый зажим и ножевую опору. Для измерений периода колебаний использовали источник света, оптическую систему, электрическую схему с фотодиодом, затемняемым маятником в положении равновесия, частотомер-хронометр и другое оборудование. Период колебаний системы при начальной длине образца и комнатной температуре равен 1,41354 с, Сначала маятник нагревали.с целью контролируемого(по значению коэффициента термического расширения) изменения размеров груза и образца, При нагреве системы на 60 С период ее колебаСоставитель В.ЛазареваТехред М,Моргентал Корректор Н.Ревская Редактор Г,Бельская Заказ 3735 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 ний увелицился до.1,41424 с, т,е, на 0.0007 с а размеры образца и груза увеличились на 0,1, Затем остывший образец испытали на ползучесть. Периодически возбуждали 5 колебания системы, измеряли период колебаний и по его изменению с учетом массы образца, массы и геометрических размеров груза определяли деформацию ползуцести 10 образца с использованием зависимости Т =2 ю Г 1пятгде Т - период колебаний физического ма ятника;5 - момент инерции системы образец- груз относительно оси качания;п 1 - масса маятника образца и груза);о - ускорение свободного падения; 20 д - расстояние между центром масс системы и осью качания.При определении вклада в 1 момента инерции груза учитывали наличие в нем отверстия и смещение центра масс груза от носительно геометрического центра сферы, Значение О для предложенного способа пропорционально длине образца, В результате измерений и расчетов получили зависимость периода колебаний системы от 30 длины образца, По этой зависимости, в частности, деформации образца 0,1 эа счет ползуцести, как и удлинению его на ту же величину при нагреве, соответствует период колебаний 1,41425 с, Это свидетельству ет, цто увеличение периода колебаний системы на 0,0007 с при нагревании пооизошло не за счет изменения размеров груза, а вследствие температурного расширения образца что подтверждает работоспособность способа.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет повысить точность измерений деформации полэуцести за счет уменьшения влияния изменения размеров груза на результат измерений,Фармула изобретения Способ испытаний образцов материалов на ползучесть, заключающийся в том, что измеряют массу стержневого образца, геометрицеские 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 уцетом изменений которого, а также массы образца, массы и геометрических размеров гоуза судят о деформации полэучести образца, о т л и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью повышения точности путем уменьшения влияния изменения размеров груза при облучении или изменении температуры, крепление груза к образцу производят в центре масс груза.