Установка для испытания на растяжение колец при нагреве

ВИДЕТЕЛ ЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ КОЛЕЦ ПРИ НАГРЕВЕ (57) Изобретение относится к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности испытания за счет совместного перемещения нагревателя и полудиска в процессе реформации образца, Раздвижные полудиски 7 и 8 связаны с тягами 1 и 2. Внутри полудисков выполнены глухие пазы1749763 лов,10 и 11, соосно осям которых установлены нагреватели 12 и 13, Образец 9 размещают на полудисках 7 и 8, которые нагреваются радиационным излучением от нагревателей 12 и 13, Затем включается механизм нагруИзобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для изучения свойств материалов трубчатой формы, работающих при высоких температурах и давлениях в различных средах.Известно устройство для испытания колец ча растяжение при нагреве, содержащее два раздвижных полудиска, образующих цилиндрическую оправку, предназначенные для взаимодействия с внутренней поверхностью образца в виде кольца, связанные с ними тяги для приложения растягивающего усилия и нагреватель, выполненный в виде цилиндра и установленный . соосно цилиндрической оправке, причем на внутренней поверхности полудисков уста- новлены шторки. После выхода на заданный температурный режим включают испытательную машину и через тяги и полудиски нагрузка передается на образец. Шторки защища 1 от образец от прямого излучения нагревателя. Однако при нагреве из-за интенсивного теплоотвода, преимущественно, по силопередающим тягам образец нагревается неравномерно, что снижает точность определения механических характеристик материала - модуля упругости, условного предела текучести, предела прочности и относительного удлинения,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является установка для испытания колец на растяжение при нагреве, содержащая два установленных с воэможностью перемещения друг относительно друга полудиска, предназначенных для взаимодействия с внутренней поверхностью кольца, с глухими пазами в каждом, связанные с полудисками тяги, оси которых перпендикулярны оси пазов, и нагреватель, части которого размещены в упомянутых пазах, В каждом полудиске выполнен паз с вершиной в форме полуцилиндра. Нагреватель изготовлен в виде двух цилиндрических элементов, каждый из которых расположен соосно с соответствующей полуцилиндрической вершиной паза в полудисках. Размеры паза определяются исхода из того, чтобы отсутствовал прямой тепловой поток от циженил, и к образцу прикладывают растягивающее усилие, В процессе деформации нагреватель перемещается вместе с образцом, сохраняя постоянство температуры на его поверхности, 2 з. и, ф-лы, 5 ил,линдрических элементов нагревателя на образец при максимальном,раэводе полудисков.Однако при повышении температуры выше 1500 К начинает падать конструкционная прочность полудисков, что ведет к искажению получаемых характеристик прочности и пластичности. Наличие неподвижного нагревателя, а также теплоотвод по пассивной тяге при большой деформации испытуемого кольца дает неравномерное распределение температуры по образцу Это приводит к появлению термических напряжений в исследуемом материале, что существенно снижает точность испытаний,особенно при исследовании волокнистых металлических композиционных материаЦель изобретения- повышение точно 20 сти испытаний,Поставленная цель достигается тем, чтов установке для испытания колец на растяжение при нагреве, содержащей два устанавленных .с воэможностью перемещения друг относительно друга полудиска, предназначенных для взаимодействия с внутренней поверхностью кольца, с глухими пазами в каждом, связанные с полудисками тяги, оси которых перпендикулярны оси па зов; и нагреватель, части которого размещены в упомянутых пазах, каждая часть нагревателя выполнена с независимым подключением и установлена с возможностью перемещения с соответствующим полуди ском.Особенйостью предлагаемого устройства является и то, что пазы изготовлены в аиде глухих отверстий, форма которых повторяет форму нагревателя,40 Задача установки состоит в том, чтобырасширить температурный диапазон испытаний до 2000 К и одновременно повысить точность получаемых механических характеристик исследуемых материалов. Темпе ратурный диапазон расширен за счетизменения конструкции полудисков (сделав ее коробчатой), за счет глухих отверстий прямоугольной формы (форму выбирают исходя из размеров нагревателя и возможно сти ее выполнения), что привело к усилениюобеспечивает рассекатель 28, Система охлаждения включает в себя насос и систему трубопроводов (не показано). Управление нагревом осуществляется при помощи двух 5 систем БРТ.3 (не показано).Установка работает следующим образом,На полудиски 7 и 8 испытательной машины устанавливают образец 9. На нагрева тели 12 и 13 подаот электрический так. За счет радиационного излучения последних полудиски 7 и 8 нагреваются и эта тепло передается на образец 9, После достижения заданной температуры на образце 9 и необходимой выдержки включается механизм нэгружения (не показан), и через тяги 1 и 2, а также полудиски 7 и 8 к образцу 9 прикладывается растягивающее усилие,Охлаждение подвижных токовводов 16 20 и 17 осуществляется хладагентам по каналам 20 и 21, образующихся рассекателем 28 и переходником 4, Дальше хладагент движется по каналам 22 и 23 переходника 4, а затем по каналам 24 и 25 токовводов 16 и 17 соответственна, и через каналы 26 и 27 переходника 4 поступает в каналы, образованные рассекателем 28 и переходником 4 нэслив, Такавводы 14 и 15 охлаждаются аналогична (не показано). испытании, когда увеличивается теплоотвод, причем неодинаковый по обеим тягам, Кроме того, точность испытаний повышается за счет изменения конструкции полудисков 7 и 8 путем повышения их.жесткастй,для чего пээь 10 и 11 в полудисках 7 и 8, куда вставляются нагреватели 12 и 13, выполнены глухими,Формула изобретения 1, Установка для испытанияна растяжение колец при нагреве, содержащая два ус 50 зов, и нагреватель, части которого размещены в упомянутых пазах, а т л и ч э ю щ а я -зависимым подключением и установлена свозможностью перемещения с соответствующим полудиском. конструкции полудисков (важно при высоких температурах) и более эффективной передаче тепла от нагревателя к палудискам,а также за счет установки дополнительногонагревателя с дополнительным источникамтока. Точность испытаний достигнута путемравномерного распределения температурыпо кольцевому образцу как в статике(нагревобразца и.выдержка при заданной температуре), так и в динамике (во время испытанияобразца при перемещении дисков). Этодостигнуто за счет добавления еще одногонагревателя, причем с независимым источником питания, чта дало возможность регулировать температуру на двух палудисках;особенно это важно во время деформироввния образца, когда увеличивается теплоотвод по тягам; причем неравномерный. Прииспытании пластичных материалов, относительное удлинение которых больше 8, наличие второго нагревателя, закрепленногона подвижной тяге, дает возможность сохранить начальные условия нагрева вплотьдо разрушения образца, В противном случае, например при испытании в газовойсреде, разноудаленность палудискав с образцом от нагревателя ва время дефармирования ведет к неравномерному распределению температуры па образцу и, как следствие, искажению получаемых характеристик 30, Предлагаемая установка по сравнениюпрочности и пластичности.На фиг, 1 показана рабочая зона испы- .тательной камеры установки; на фиг. 2 -разрез А-А на фиг. 1 (полудиски с образцоми нагревателями в пазах); на фиг, 3 - разрез 35Б - Б на фиг. 1 (две парц токовводав с кана- деление температуры по образцу 9 ва времялами охлаждения), на фиг. 4 - разрез В - Вна фиг, 1 (перехадник с парой токавводав ис каналами подвода и отвода хладагента); нафиг. 5 - разрез Г - Г на фиг, 1 (такавводы и 40полудиск с нагревателем),Установка содержит две тяги 1 и 2, Ктяге 2 при помощи хомута 3 прикрепленпереходник 4, При помощи хомутов 5 и 6 ктяге 1 и переходнику 4 прикреплены раздвижнце элементы с палудисками 7 и 8,образующими цилиндрическую оправку, накоторую установлен кольцевой образец 9 танавленныхс возможностью перемещенияВнутри полудисков 7 и 8 выполнены глухие друг относительно друга палудиска, предпазы 10 и 11, саасно осям которых устанав- назначенных для взаимодействия с внутленц нагреватели 12 и 13, концы которых ренней поверхностью кольца, с глухимизакреплены в токаввадах 14 и 15 саответст- пазами в каждом, связанные с палудискамивенно, а также 16 и 17, Токаввады 16 и 17 тяги, аси которых перпендикулярны аси паэлектрически изолированно установлены напереходнике 4 и при помощи кабелей 18 и 519 соединены с дополнительным независи- с я тем, что, с целью повышения точности,мымисточникомпитэния(непоказан),Токо- каждая часть нагревателя выполнена с невводы 16 и 17 через переходник 4 снабженысистемой каналов 20-27 для подвода и от-вода хладагента, циркуляцию которого1749763 1 В 86 2. Установка пои, 1,отл ич в ю ща яс я тем, что пазы выполнены в виде глухих отверстий. Э. Установка по и, 1, о т л и ч а ю щ а я ся тем, что форма пазов повторяет формунагревателя.Заказ 2590Тираж . Подписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 415