Устройство для определения параметров деформации и разрушения металлических образцов

СОЮЭ СОВЕТСНИХайнжлйпиеСЩ жРЕОЪЬЛИН 19) (1 ц 4 601 Н,Моиш е мето тво СССР 44, 1981 е свидетелл. С 01 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОЩРЬТИЯМПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4185365/25-28 (22) 29, 12. 86 (46) 30,06.89. Бюл. М 24 (71) Центральный научно тельский институт черно им, И.,П,Бардина (72) Н,П.Валуев, М.Г.Верник А,Н,Жихарев, А.Б.Климов, Ю. и Н,В.Никоненков (53) 620,174(088,8) (56) Смирнов Н,А. Современнь анализа и контроля продукто водства, М.: Металлургия, с.229-233.Авторско ьс 9 894372, к 1/ УСТРОЙСТВО ДЛЯ В ДЕФОРМАЦИИ И КИХ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение отн тельной технике и мо зовано для определен формации и разрушени обр азцов, Цель из обр ние надежности и точ ния, Устройство соде установленные в ней в виде С-образной ск ным центральным отве ми 6 на концах стоек на них образца 7, па в виде основания 8,осится к испытажет быть испольия параметров де я металлических етения - повыше- ности определержит камеру 1, активный захват обы 5 со сквозрстием и упорадля размещения ссивный захват установленногоз 149056 в отверстии скобы 5, и закрепленной на основании 8 призматической опоры 9, привод 4 перемещения скобы 5, фиксатор 18 образца 7 с осевым цент 5 ральным отверстием 19, накопитель 15 с толкателем 16 образцов и фотоэлектронный приемник 20 излучения образца, а также датчики нагрузки и разрушения образца 7. Образец 7 устанав О ливают на упорах 6 и, перемещая при, водом 4 скобу 5, иэгибают образец 7 относительно опоры 9, При возникновении трещины начинается генерацияизлучение, которое через отверстие 19таксатора 18 регистрируется приемником 20. Величина нагрузки и моментразрушения образца фиксируются соответствующими датчиками, Нагружениеобразца 7 по схеме трехточечного изгиба с использованием фиксатора 18стабилизирует излучение очага разрушения эа счет исключения смещенияобласти свечения в процессе нагружения образца 7. 1 э.п.ф-лы, 3 ил.Изобретение относитсяк испытательной технике, а именно к устройствам для определения параметров деформации и разрушения металлических обраэцов-.Цель изобретения " повышение надежности и точности определения путем стабилизации излучения очагаразрушения эа счет исключения смещения области свечения в процессенагружения образца. Кроме того, целью изобретения является повышениепроизводительности при испытаниях ввакууме.На фиг,1 изображена схема устройства; на фиг.2 - то же, вид сверху;на фиг,3 - схема механизации нагружения,Устройство содержит корпус в виде вакуумной камеры 1 с установлен"ным в ней механизмом погружения, выполненным в виде активного захвата 2,пассивного захвата,3 и привода 4 перемещения захвата 2, Последний выполнен в виде С-образной скобы 5 сосквозным центральным отверстием вперек адине и упорами б на концахстоек, предназначенными для взаимодействия с соответствующими концамииспытуемого образца 7, В отверстиискобы 5 установлено основание 8 пассивного захвата 3, на котором закреплена призматическая опора 9, Междупоследней и основанием 8 установлендатчик нагрузки, выполненный в видеплоскопараллельной пластины 1 О иээлектроизоляционного материала, вкоторой размещен пьезоэлемент 11, Вкамере 1 размещены также манипулятор,выполненный в виде рамы 12 с закрепленными на ней упругими прижимами 13,предназначенными для подачи образ 20 25 30 35 40 45 50 55 ца 7, Рама 2 установлена с возможностью перемещения параллельно рабофчей кромке призматической опоры 9 и кинематически связана с приводом 14, а прижимы 13 закреплены на раме 12 таким образом, что их ось перпендикулярна оси призматической опоры 9, Кроме того, в камере 1 установлен накопитель 15 образцов 7 с толкателем 16 и средство 17 охлаждения образцов 7, При этом накопитель 15 и средство 17 установлены соосно друг другу и перпендикулярно рабочей кромке призматической опоры таким образом, что нижняя кромка накопителя 15 и поверхность средства 7 охлаждения расположены в плоскости, проходящей через ось упругих прижимов 13 параллельно рабочей кромке призматической опоры 9. Между стойками С-образной скобы 5 размещен фиксатор 18 образца 7 со сквозным центрлльным отверстием 19, соосным с отверстием скобы 5. Соосно отверстию 19 фиксатора 18 установлен фотоэлектронный приемник 20 излучения образца 7, Устройство содержит регистрирующий блок 21, первый вход которого связан с приемником 20, а второй - с пьезоэлементом 11 датчика нагрузки, На призматической опоре закреплен датчик разрушения образца 7, выполненный в виде электрического контакта 22, соединенного цепью 23 через источник 24 тока с первым входом блока 21Устройство работает следующим образом.В камере 1 создается разрежение, необходимое для проведения испытаний в вакууме, Образец 7 при помощи толкателя 16 перемещают в направлении средства 17 охлаждения, предстввляю 5 14щего собой медную деталь с плоскойповерхностью охлаждаемую хладагентом, подаваемым по трубопроводу (непоказан), После размещения образца 7на плоскости средства 17 охлаждения,обр аз ец 7 выдержи в ает ся опр едел енно евремя до достижения заданной температуры, После этого при помощи рамы 12манипулятора образец 7 упругими прижимами 13 перемещается с поверхностисредства 17 охлаждения к упорам 6скобы 5 активного захвата 2, В момент, когда образец 7 оказываетсямежду упорами 6, раму 12 останавливают при помощи соответствующих концевых выключателей (не показаны) привода 14 манипулятора, После этогопри помощи привода 4 перемещают активный захват 2 до взаимодействияконцов образца 7 с упорами 6, а средней части образца 7 - с призматической опорой 9, Образец 7 нагружаютнагрузкой, величина которой фиксируется пьезоэлементом 11, и которая недолжна превышать 4-5 кгс. После поджатия образца 7 к упорам 6 при помощи привода 14 перемещают раму 12,При этом упругие прижимы 13 освобождают образец 7, а образец фиксируютфиксатором 18 и устройство готоводпя нагружения образца 7, Включаютпривод,4 и перемещают скобу 5 активного захвата 2, Упоры 6 огибают образец 7 симметрично относительно рабочей кромки призматической опоры 9пассивного захвата 3. В центре образца 7 предварительно выполняют концентратор напряжений (не показан),а с противоположной стЬроны на образце 7 может быть выполнена канавка,конфигурация которой соответствуетформе опоры 9, что обеспечивает локализацию зоны разрушения точно поцентру образца 7, а также стабильность распространения трещины в процессе нагружения,В момент появления трещины в образце 7 начинается генерация излучения, Последнее проходит через отверстие 19 фиксатора 18 и фиксируетсяприемником 20 и передается на регистрирующий блок 21, В процессе развития трещины нагрузка на образцц 7определяется пьезоэлементом 11, передается на регистрирующий блок 21 и вмомент прохождения трещины по всемусечению образца 7 нагрузка на последнем резко падает. При разрушении об 90568 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 раэца 7 происходит разрыв электрической цепи между образцом 7 и призматической опорой 9 и при помощи контакта 22 момент разрушения фиксируетсяна регистрирующем блоке 21,Таким образом, регистрирующийблок 21 воспроизводит в одном масштабе одновременно момент прохождениятрещины по сигналу приемника 20 ивеличину нагрузки от момента зарождения трещины и в процессе ее развитияпо сигналу пьезоэлемента 11 и момент разрушения по сигналу контакта 22, В процессе нагружения стабилизация очага разрушения осуществляется за счет применения трехточечнойсхемы изгиба и применением фиксатора 1,8 образца 7 с отверстием 19, чтопозволяет в процессе нагружения исключить смешение области свечения,что обеспечивает надежность и точность определения параметров деформации и разрушения, Обрабатывая полученные данные, определяют общую энергию разрушения и энергию распространения трещины,После разрушения образца 7 егочасти падают на дно камеры 1, Припомощи толкателя 16 из накопителя 15подают следующий образец на поверхность средства 17 и цикл повторяется. Формула изобретения 1, Устройство для определения параметров деформации и разрушения металлических образцов содержащее корпус, установленные в нем активный и пассивный захваты, привод поступательного перемещения активного захвата, фотоэлектронный приемник излучения образца, датчик разрушения образца, датчик нагрузки и регистрирующий блок, первый вход которого электрически связан с приемником излучения и датчиком разрушения, а второй вход - с датчиком нагрузки, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности определения путем стабилизации излучения очага разрушения эа счет исключения смещения области свечения в процессе нагружения образца, активный захват выполнен в виде С-образной скобы со сквозным центральным отверстием в перекладине и упорами на концах стоек, предназначенными для взаимодействия с соответствующим концами об1490568 Фиг. г раэца, пассивный захват - в виде ус" тановленного в отверстии скобы основания с закрепленной на нем призматической опорой, датчик нагрузки " в виде установленной между осиовани" ем н призматической опорой активного захвата плоскопараллельной пластины иэ электроизоляционного материала с размещенным на ней пьезоэлементом, датчик разрушения электрически связан с призматической опорой, а устройство снабжено фиксатором образца со сквозным центральным отверстием, соосным с отверстием скобы между ее концами2. Устройство по и,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения производительности при испытаниях в вакууме, оно снабжено размещенными в корпусе манипулятором,выполненным в виде установленной свозможностью перемещения параллельнорабочей кромке призматической опорырамы с закрепленными на ней упругими прижимами дпя подачи образца,оськоторых перпендикулярна оси приэма 10 тической опоры, накопителем образцовс толкателем и средством охлажденияобразцов, установленными соосно другдругу и перпендикулярно рабочей кромке призматической опоры так, что нижняя15 кромка накопителя и поверхность средства охлаждения расположены в плоскости, проходящей через ось упругихприжимов параллельно рабочей кромкепризматической опоры,1490568 Составитель Э,Карпиловскаяедактор О,Спесивых Техред М.Дидык Корре Ципл акаэ 3747/50 Тираж 789 Подписное Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарин ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5