Устройство для испытания материала на растяжение

КСАН БРЕТЕН Са 1 ав Саватсийв Сациааистичесиик Ресауалии(5) М, Ь,л Заявлено 29.06.73 (21) 1939779/28-1 33,ЗЬ киисоединением за сударственньа квинтет(23) аритетовано 15,11.75. Бюллетснь М 42убликования описания 18.02.76 Савета Министраь СССРВа Делам иаареТедлн(о 3) УД 1 620.12(08 Опубл и аткрь ата Бациевский, Г. Е. Мостовой, Л. Н, Щеглов и Ю. П. Ануфриев Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТА НА РАСТЯЖЕНИМАТЕРИАЛ 2 Изобретение относится к приборам для испытания волокна и нитевидных кристаллов на растяжение при высокой температуре (до 3000 С) в вакууме или нейтральной среде.Известно устройство для испытания мате риала на растяжение, например, волокна и нитевидных кристаллов, содержащее расположенные в рабочей камере печь, активный и пассивный захваты, систему обеспечения режимов испытания, систему регистрирования н 10 записи нагрузки и привод, Однако известныс устройства имеют большие погрешности в измерении нагрузок и деформаций, возникающие в результате применения для динамометра и преобразователя перемещений индук ционных датчиков, приводящие к тому, что нагружающая система становится нежесткой и упругая податливость системы, включая дннамометр, тяги н захваты, равна упругой податливости образца; применение в устройстве 20 неохлаждаемой тяги из стальных стержней для крепления держателя с образцом к динамометру не позволяет проводить испытания выше 1900 С из-за большой теплопроводности тяг, которые, нагревая динамометр, увеличивают погрешность в измерениях нагрузки за счет большого, дрейфа нуля; кроме того, устройством невозможно проводить серии испытаний образцов без разгерметизации рабочей камеры. 30 2) Авторы изобретения Н. Н. Дергунов Описываемое устройство отличается тем, что оно снабжено теплообменнпком, а пасспьный захват состоит из двух полых частей, заполненных углеродным волокном, прн гем нижняя часть захвата выполнена нз грдфтд, а верхняя - пз стали и расположена в теплообменнике, при этом нагревательный элеме; т печи установлен с возможностью всртикдльного перемещения, Это повышает достоверно:ть измерений прп высокой температуре. Кроме того, для проведения серии испытаний образцов волокна или нитевидных кристаллов бсз разгерметизации рабочей кдмсры в нос,"адней установлен магазин - манипулятор.Е 4 а чертеже схематически представлено описываемое устройство и приняты следующие условные обозначения: 1 - узел колонок; 2- дина мометр; 3 - теплообменннк (холодильникк); 4 - верхняя стальная часть пассивного захвата; 5 - нижняя графптовая часть пассивного захвата; 6 - нагревательный элемент;7 - держатель образца; 8 - толкатель; 9 - направляющие; 10 - коническая пара шестерен; 11 - основание манипулятора; 12 - вертикальная ось манипулятора; 3 - ручной привод манипулятора; 14 - электропрпвод;15 - преобразователь перемещения; 6 - привод подъема печи; 17 - снльфон; 18 - - активный захват; 19 - вакуумный колпак; 20 графнтовый нагреватель.Активный захват 18 подводится с помощью электропривода 14 вплотную к нижней части 5 пассивного захвата, который фиксируется относительно первого коническими штифтами. Загружается магазин - манипулятор держателя 7 с волокном и осуществляется вакуумпрование, после установки колпака 19. Затем с помощью ручного привода 13 основание 11 манипулятора с держателями из-за незначительного трения в узлах манипулятора поворачивается на вертикальной оси 12 за счет трения в конической паре шестерен 10 и устанавливается в положение, фиксируемое стопорным винтом, напротив направляющих пазов в захватах. После этого вращательное движение вертикальной оси манипулятора преобразуется с помощью конической пары шестерен в поступательное перемещение толкателя 8, который перемещает вдоль направляющих 9 держатели и заталкивает их поочередно в захваты после каждого испытания. После установки держателя в захватах манипулятор отводится в сторону, опускается в рабочее положение нагревательный элемент б печи и осуществляется нагрев до заданной температуры,В случае испытания волокон в нейтральной среде рабочую камеру заполняют аргоном или гелием, причем предварительно из нее откачивают воздух форвакуумным насосом, чтобы газовая среда содержала минимальное количество кислорода. Откачку и заполнение повторяют несколько раз, затем печь нагревают. Люфт, образующийся в результате термического расширения всей нагружающей системы, выбирают перемещением активного захвата путем включения электропривода с магнитным усилителем.Для снятия основного теплового потока, воспринимаемого динамометром, внутреннюю полость пассивного захвата заполняют угле- родным волокном, а стенки верхней части захвата охлаждают холодильником.Во время испытаний при температуре выше 2500 С возможен незначительный нагрев упругой балочки динамометра, что может привести к дрейфу нуля и изменению чувствительности, тем самым увеличению погрешности измерения нагрузки.Для повышения точности и надежности измерений упругую балочку выполняют из сплава элевар, сохраняющего постоянный модуль упругости до 200 С, а кремниевые полупроводниковые тензорезисторы подбирают с одинаковыми температурными коэффициентами чувствительности.1 О Применение тензометрической балочки позволяет существенно уменьшить упругую податливость динамометра.Температура в печи поддерживается автоматически. Нагрузка волокна создается рав номерным по скорости перемещением активного захвата, приводимого в движение электроприводом с магнитным управлением, и передается через пассивный захват на динамо- метр. Сигнал от упругого элемента динамо метра поступает на двухкоординатный самописец.Активный захват, перемещаясь вниз, воздействует на упругий элемент преобразователя перемещения 15, выполненного также в ви де балочки с наклеенными кремниевыми полупроводниковыми тензорезисторами, сигнал от которых поступает на двухкоординатный самописец. Формула изобретенияУстройство для испытания материала нарастяжение, например волокна и нитевидных кристаллов, содержащее расположенные в ра бочей камере печь, активный и пассивный захваты, систему обеспечения режимов испытания, систему регистрирования и записи нагрузки и привод, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности измерений 40 при высокой температуре, оно снабжено теплообменником, а пассивный захват состоит из двух полых частей, заполненных углеродным волокном, причем нижняя часть захвата выполнена из графита, а верхняя - из стали и 45 расположена в теплообменнике; при этом нагревательный элемент печи установлен с возможностью вертикального перемещения.491893 га Составитель С. ГуровТекред Е. Митрофан Тюрина ректор Н. акто Заказ 144/10 одписн ИИП ипография, пр. Сапунова Изд.2010Государственного комитета С по делам изобретений и13035, Москва, Ж, Раушск Тираж 902овета Министров ССоткрытийая наб., д. 4/5