Устройство для низкотемпературных механических испытаний

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 4 12 51) 4 С 01 Ы 3 18 РЕТЕНИЯ ПЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ИСАНИЕ ИВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1021985, кл. С О 1 И 3/18, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЗИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ(54) Изобретение относится к испытательной. технике и предназначено дляиспытаний на растяжение-сжатие икручение в условиях низких температур, Целью изобретения является повышение качества испытаний путемувеличения равномерности охлажденияобразцов материалов и обеспечениявозможности испытаний образцов слож"ной формы. Устройство содержит рабочую камеру, размещенные в ней вдольее вертикальной оси захваты для крепления образца материала, охладитель,выполненный в виде закрытого бункера, предназначенного для размещения в нем образца материала, и механизмдля подвода хладагента к охладителю.Захваты взаимодействуют с крышкойи дном бункера и имеют воэможностьперемещения в сыпучем теплопроводномматериале. Бункер выполнен в видесоосного зажимам полого усеченногоконуса с гофрированной поверхностью,гофры которой направлены вдоль об"раэующей конуса, а крышка бункераразмещена со стороны больщего основания конуса. Устройство позволяетповысить качество механических испытаний путем увеличения равномерности охлаждения образцов материаловпосредством отвода тепла от образцасыпучему теплопроводному материалу,а также обеспечить возможность испытаний образцов сложной формы эа счетсоздания надежного контакта сыпучего теплопроводного материала с наружной и внутренней поверхностямиобразцов практически любой формы.1 э.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для низкотемпературных механических испытаний образцов материалов.Целью изобретения является павы-шение качества испытаний путем увеличения равномерности ахлажцения образцов материалов и обеспечения возможности испытаний образцов сложной ФормыНа Фиг,1 изображено устройства для низкотемпературных механических испытаний; на фиг.2 - разрез А-Л на Фиг,1, на Фиг,З - вид Б на Фиг.2; на Фиг,4 - крепление крышки на бункере.Устройство содержит рабочую камеру 1, размещенные в ней вдоль ее вертикальной оси верхний и нижний захваты 2 и 3 для крепления образца 4 материала, охладитель, выполненный в виде закрытого бункера 5, Бункер 5 выполнен в виде соосного захватам полого усеченного конуса с гоФ- рированной поверхностью, гофры которой направлены вдоль образующей конуса, и снабжен съемной крыпкой 6 с посадочным кольцом 7, размещенной со стороны большего основания конуса, и кольцом 8 с винтами 9, пред- ЗО пазначенньии для растяжения бункера 5 в радиальном направлении. Ьун- кер 5 прикреплен к нижнему захвату 3 с помощью посадочного кольца 10 и винта 11, размещенных на дне бункера 5, т,е. на меньшем основании кснуса, и может быть выполнен из листовой пружинной бронзы толщиной0,8 мм.Вункер 5 заполнен сыпучим тепло- щ проводным материалом 12, например металлическим порошком бронза - с размером частиц от 0,001 до 0,006 им) ,предназначенным для выравнивания темгературы по длине образца 4.45Устройство содержит механизм 13 для подвода хлацагента. к бункеру 5, выполненньй, например, в виде двух сосудов Дьюара с жидким азотом и счстемай злектронодагрева для создания избыточного давления в их объеме, вытесняющего азот по магистралям 14 в бункер 5, что обеспечивает охлаж-. дение образца 4, находящегсся в контакте с металлическим парашкам да минус 150 С.Устройство содержит также средство измерения температуры образца 4 например, в виде 1 яда термопар 15, подключенных к регистрирующему прибору (не показан) и обеспечивающих измерение температуры по всей длине образца 4.%Устройство работает следующим образом.Перед испытанием при открытойрабочей камере 1 нижний захват З,находящийся в бункере 5, заполненномсь 1 пучим теплопроводным материалом12, пер.мещают в направлении верхнего захвата 2 и Фиксируют по отношению к нему на расстоянии, необходимом для размещения в захватах образца 4. Одновременно бункер 5 перемещают вниз по нижнему захвату З,какпо направляющей, до положения, когдакрышка б окажется ниже нижнего эахвата 3, и фиксируют в этом положении винтом 11, Крьппку б бункера 5 открывают, перемещают вверх и Фиксируют над верхним захватам 2. Образец 4 с термопарами 15 закрепляют в захватах 2 и 3, бункер 5 перемещаюг вверх по нижнему захвату 3, как по направляющей, и Фиксируют винтом 11 в положении, когда образец 4 с термопарами 15 находится в центральнои части бункера 5, Верхний торец бункера 5 растягивают в радиальном направлении посредствам завинчивания винтов 9 в кольце 8 и Фиксируют втаком положении. Сыпучий теплопровод" ный материал 12 уплотняют путем вибрации или трамбовки, при необходимости производят досыпку теплоправодного материала 12 до полного заполнения бункера 5. Крьппку 6 бунке" ра 5 закрывают, Натяжение винтов 9 в кольце 8 ослабляют, в результате чего гофрированная поверхность бункера 5 упруго сжимается, прижимая теплопроводный материал 12 к образцу 4 с термопарами 15 и к захватам 2 и 3, Рабочую камеру 1 закрывают иуплотняют, Устройство к работе поцготовлено,В процессе испытания через магистрали 14 механизма 13 в рабочую камеру 1 подают хладагент например, азот в виде охлажденного газа или аэрозоля - в зависимости от заданной скорости охлаждения), и бункер 5 с сыпучим материалом 12 и образцом 4 охлаждается до заданной температуры, Затем через захваты 2 и 3 на образец 4 передают усилие, при10 Таким образом, изобретение позволяет повысить качество испытаний путем увеличения равномерности охлаждения образца 4 материала посредством отвода тепла от образца 4 сыпучему теплопроводному материалу 12, а также обеспечить возможность ис" котором в зависимости от вида испытания (растяжение, сжатие, кручение и т,д.) бункер 5 с размещенным в нем сыпучим материалом 12 перемещается вместе с нижним захватом 3, на ко тором он закреплен, относительно верхнего захвата 2 в осевом (при растяжении-сжатии) или в окружном (при кручении) направлениях. При этом нижний захват 3 остается неподвижным относительно бункера 5 и теплопроводного материала 12. Силы трения, возникающие между верхним захватом 2 и теплопроводным материалом 12 при испытании, могут быть 9учтены путем предварительной калибровки. Температуру образца 4 в процессе охлаждения и деформирования фиксируют с помощью термопар 15, Тепло, выделяющееся при деформировании образца 4, поглощается сыпучим теплопроводным материалом 12.После испытания рабочую камеру 1 открывают и расфиксируют бункер 5 на нижнем захвате 3 (ослабляют винт 1 1). Затем бункер 5 перемещают вниз по нижнему захвату 3, как по направляющей, цо положения, когда крышка 6 окажется киже нижнего захвата 3. Из захватоз " н 3 извлекают остатки 30 образца 4. Устройство готово к установке нового образца. пытаний образцов сложной формы за счет создания надежного контакта сыпучего теплопроводного материала 12 с наружной и внутренней поверхностями образцов практически любой формы.Формула изобретения1. Устройство для низкотемпературных механических испытаний образцов материалов, содержащее рабочую камеру, размещенные в ней вдольее вертикальном оси захваты длякрепления образца материала, охладитель в виде емкости переменного обьема, заполненной сыпучим теплопроводным материалом, и механизм дляподвода хладагента к охладителю,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьпнения качества испытанийпутем увеличения равномерности охлаждения образцов материалов и обеспечения возможности испытаний образцов сложной формы, охладитель выполнен в виде закрытого бункера,предназначенного для размещения внем образца материала, а захватывзаимодействуют с крышкой н дномбункера и имеют возможность перемещения в сыпучем теплопроводном материале,2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что бункервыполнен в виде соосного захватамполого усеченного конуса с гофрированной поверхностью, гофры которойнаправлены вдоль образующей конуса,а крышка бункера размещена со стороны большего основания конуса.1254347 оставитель Г. Алеховекред М.Иоргентал Корректор ская едактор А. Гулько каз 4712/46 4/5 графическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная иэводственнокраж 778 ВЯИИПИ Государственного но делам изобретений 13035, Москва, 3-35, РаушПодписи омитета открытий кая наб.