Установка для испытаний материалов на термомеханическую усталость

(51) М. Кл.з б 01 Х 3/60 Государственный комитет Опубликовано 15.10.81. Бюллетень38Дата опубликования описания 25.10.81 по делам изобретений и открытийГ Л, П. Лозицкий, А. Н, Ветров и Н. А. Ко(вешняков Киевский ордена Трудового Красного Знамен институт ,инженеров гражданской авиации(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИИ МАТЕРИАЛОВ НА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКУЮ УСТАЛОСТЬ3Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытаний материалов на термомеханическую усталость,Известна установка для испытаний на термомеханическую усталость содержащая . основание, колонны, установленные на основании, фланцы, закрепленные на колоннах; захваты для крепления испытуемого образца и приспособление для нагрева и охлаждения образца 1. Недостатком этой установки является низкая точность испытаний.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является установка для испытаний на термомеханическую усталость, содержащая основание, колонны, установленные на основании, диафрагму и траверсу, размещенные на колоннах, тягу, соединяющую траверсу и диафрагму, пассивный и активный захваты для крепления испытуемого образца, приспособление для защемления образца, приспособление для нагрева и охлаждения образца и узел контроля деформации 21,Недостатком этой установки являютсяузкие функциональные возможности, которые не позволяют изменять асимметрию цикла нагружения в широких пределах.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем создания различных асимметрий цикла.Указанная цель достигается тем, что установка снабжена двумя опорами, закрепленными на основании, и рычагом, установленным с возможностью поочередного шарт 0 нирного закрепления на каждой из опор, априспособление для защемления образца выполнено в виде двух гаек - барабанов, размещенных на тяге по обе стороны диафрагмы.На фиг. 1 представлена схема установки;на фиг. 2 - схема расположения гаек - барабанов при нагружении образца растягивающими термическими усилиями; на фиг. 3 - схема расположения гаек - барабанов при нагружении образца сжимающими термическими усилиями.Установка содержит основание 1, установленные на нем колонны 2 й 3, на которых размещены плита 4 с закрепленным наней пассивным захватом 5, траверса 6 с установленными на ней индикаторами 7 и 8 и активным захватом 9 для крепления испытуемого образца 10, диафрагма 11 и тяга 12, соединяющая траверсу 6 и диафрагму 11, приспособление для защемления образца 10, выполненное в виде гаек - барабанов 13 и 14, размещенных на тяге 12 по обе стороны диафрагмы 11 и соединенных с грузами 15 и 16 с помощью тросов 17 и 18. На верхней части основания закреплены опоры 19 и 20, а также рычаг 21, установленный с возможностью поочередного шарнирного закрепления одним своим концом на каждой из опор 19 или 20. Свободный конец рычага 21 снабжен грузом 22, подвешенным на пружине 23, и опирается на арретир 24. Траверса 6 связана с основанием 1 через трос 25, взаимодействующий с блоками 26 и 27 и грузом 28, уравновешивающим вес траверсы 6. К захватам 5 и 9 подсоединены электрические шины 29 и 30 для подвода тока к образцу 10, а также штуцер 31 - для подвода охлаждающего реагента.Установка работает следующим образом.Испытуемый образец 10 устанавливают в захватах 5 и 9. Закрепляют на колоннах 2 и 3 сменную диафрагму 11 заданной жесткости и соединяют ее с траверсой 6 тягой 12. Для нагружения образца растягивающим термическим усилием отворачивают гайку - барабан 14 до заданного расстояния от диафрагмы 11, а груз 16 отсоединяют от нее. Подают ток на шины 29 и 30 и нагревают образец 10 до заданной температуры, в результате чего он начинает удлиняться, приподнимая гайку - барабан 13, которая тут же начинает навинчиваться на тягу 12 под действием крутящего момента, создаваемого грузом 15, выбирая образовавшийся зазор между плоскостью гайки - барабана 13 и диафрагмой 11 и защемляя "."-ец 10. После достижения образ цом .а,анной температуры и выдержки при си охлаждают образец, подавая через штуцер 31 охлаждающий реагент, например холодный воздух. При охлаждении защемленный образец 1 О нагружается растягивающим усилием, поскольку гайка - барабан 13 препятствует укорочению.Периодически нагревая и охлаждая образец до заданных температу, производят его термициклическое нагру ение заданными растягивающими термическими напряжениями, которые определяют по деформации образца 10 с помощью индикаторов 7 и 8.25 Формула изобретения Установка для испытаний материалов натермомех:ническую усталость, содержащаяоснование, колонны, установленные на основании, диафрагму и т,.1 аверсу, размещенныена колоннах тягу, соединяющую траверсу идиафрагму, пассивный и активный захватыдля крепления испытуемого образца, приспособление для защемления образца, приспоЗ 5 собление для нагрева и охлаждения образца и узел контроля деформации, отличаю-.щаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем созданияразличных асимметрий цикла, она снабженадвумя опорами, закрепленными на основа 4 О нии, и рычагом, установленным с возможностью поочередного шарнирного закрепления на каждой из.опор, а приспособлениедля защемления образца выполнено в видедвух гаек - барабанов, размещенных на тя 45 ге по обе стороны диафрагмы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Школьник Л. М. Методика усталостных испытаний, М., Металлургия, 1978,с. 263 - 265, рис. 148,5 о 2. Авторское свидетельство СССРМо 506786, кл. С 01 М 3/18, 1973 (прототип),5 о 15 2 О Дополнительное механическое нагружение осуществляют путем приложения стати.ческих сжимающих или растягивающих нагрузок от рычага 21, шарнирно установленного либо на опоре 19, либо на опоре 20.При необходимости нагружения образца 10 сжимающими термическими напряжениями гайку - барабан 13 отворачивают до заданного расстояния от диафрагмы 11, груз 15 отсоединяют от нее, а груз 16 подсоединяют к гайке - барабану 14, которая под действием груза 16 навинчивается на тягу 12 до упора с диафрагмой 11. При нагреве защемленный образец 10 нагружается сжимающим усилием, поскольку гайка - барабан 14 препятствует термическому удлинению. При охлаждении образец укорачивается, а образовавшийся зазор между диафрагмой 11 и плоскостью гайки - барабана 14 выбирается вследствие навинчивания последней на тягу 12 под действием крутящего момента, создаваемого грузом 16.ПредлаГаемая установка обладает широкими функциональными возможностями и обеспечивает создание различных асимметрий цикла нагружения.СоТехрТираПИ Государстделам изобрМосква, Ж - 3П Патент,ставителед,А. Бож 910 ВНИИпо 113035, лиал П 1 венного кетений и5, РаушсУж горо Редактор И. КасарЗаказ 9016/64 В. Гриненкоас Корректор Н. Стене кПодписноомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5д, ул. Проектная,