Устройство для определения параметров деформации и разрушения металлических образцов

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения параметров деформации и разрушения металлических образцов. Цель изобретения - повышение надежности и точности определения. Устройство содержит камеру 1, установленные в ней активный захват в виде С-образной скобы 5 со сквозным центральным отверстием и упорами 6 на концах стоек для размещения на них образца 7, пассивный захват в виде основания 8, установленного в отверстии скобы 5, и закрепленной на основании 8 призматической опоры 9, привод 4 перемещения скобы 5, фиксатор 18 образца 7 с осевым центральным отверстием 19, накопитель 15 с толкателем 16 образцов и фотоэлектронный приемник 20 излучения образца, а также датчики нагрузки и разрушения образца 7. Образец 7 устанавливают на упорах 6 и, перемещая приводом 4 скобу 5, изгибают образец 7 относительно опоры 9. При возникновении трещины начинается генерация излучения, которое через отверстие 19 фиксатора 18 регистрируется приемником 20. Величина нагрузки момент разрушения образца фиксируются соответствующими датчиками. Нагружение образца 7 по схеме трехточечного изгиба с использованием фиксатора 18 стабилизирует излучение очага разрушения за счет исключения смещения области свечения в процессе нагружения образца 7. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

КаЪЬЛИН (19) (И) (5D 4 G 01 N 3 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭ06РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4185365/25-28 (22) 29, 12. 86 (46) 30.06.89. Бюл. )1 24 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им, И ..П, Бардина (72) Н, П. Валуев, М, Г, Верников, А, Н, Жихарев, А. Б, Климов, Ю, В, Мойш и Н,В.Никоиенков (53) 620,174(088,8) (56) Смирнов Н,А. Современные методы анализа и контроля продуктов произ= водства, M. Металлургия, 1985, с.229-233.

Авторское свидетельство СССР

У 894372, кл. G 01 J 1/44, 1981 °

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения параметров деформации и разрушения металлических образцов, Цель изобретения — повышение надежности и точности определения, Устройство содержит камеру 1, установленные в ней активный захват в виде С-образной скобы 5 со сквозным центральным отверстием и упорами 6 на концах стоек для размещения на них образца 7, пассивный захват в виде основания 8, установленного з 149056 в отверстии скобы 5, и закрепленной на основании 8 призматической опоры 9, привод 4 перемещения скобы 5, фиксатор 18 образца 7 с осевым цент5 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- 10 ливают на упорах 6 и, перемещая при. водом 4 скобу 5, иэгибают образец 7 относительно опоры 9, При возникновении трещины начинается генерация излучение, которое через отверстие 19 фиксатора 18 регистрируется приемником 20. Величина нагрузки и момент разрушения образца фиксируются соответствующими датчиками, Нагружение образца 7 по схеме трехточечного изгиба с использованием фиксатора 18 стабилизирует излучение очага разрушения эа счет исключения смещения области 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 очага разрушения эа счет исключения смещения области свечения в процессе нагружения образца, Кроме того, целью изобретения является повышение производительности при испытаниях в вакууме.

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 установленным 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 со сквозным центральным отверстием в перекю адине и упорами б на концах стоек, предназначенными для взаимодействия с соответствующими концами испытуемого образца 7, В отверстии скобы 5 установлено основание 8 пассивного захвата 3, на котором закреплена призматическая опора 9, Между последней и основанием 8 установлен датчик нагрузки, выполненный в виде плоскопараллельной пластины 10 иэ электроизоляционного материала, в которой размещен пьезоэлемент 11, В камере 1 размещены также манипулятор, выполненньш в виде рамы 12 с закрепленными на ней упругими прижимами 13, предназначенными для подачи образ20

55 ца 7, Рама 12 установлена с возможностью перемещения параллельно рабо чей 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 21 °

Устройство 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, предстввляю5 14 щего собой медную деталь с плоской поверхностью, охлаждаемую хладагентом, подаваемым по трубопроводу (не показан), После размещения образца 7 на плоскости средства 17 охлаждения, образец 7 выдерживается определенное время до достижения заданной температуры, После этого при помощи рамы 12 манипулятора образец 7 упругими прижимами 13 перемещается с поверхности средства 17 охлаждения к упорам 6 скобы 5 активного захвата 2, В момент, когда образец 7 оказывается между упорами 6, раму 12 останавливают при помощи соответствующих концевых выключателей (не показаны) привода 14 манипулятора, После этого при помощи привода 4 перемещают активный захват 2 до взаимодействия концов образца 7 с упорами 6, а средней части образца 7 — с призматической опорой 9, Образец 7 нагружают нагрузкой, величина которой фиксируется пьезоэлементом 11, и которая не должна 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 фиксируют фиксатором 18 и устройство готово дпя нагружения образца 7, Включают привод,4 и перемещают скобу 5 активного захвата 2, Упоры 6 огибают образец 7 симметрично относительно рабочей кромки призматической опоры 9 пассивного захвата 3. В центре образца 7 предварительно выполняют концентратор напряжений (не показан), а с противоположной стороны на образце 7 может быть выполнена канавка, конфигурация которой соответствует форме опоры 9, что обеспечивает локализацию зоны разрушения точно по центру 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 фиксируется приемником 20 и передается на регистрирующий блок 21, В процессе развития трещины нагрузка на образец 7 определяется пьезоэлементом 11, передается на регистрирующий блок 21 и в момент прохождения трещины по всему сечению образца 7 нагрузка на последнем резко падает. При разрушении об90568

55 раэца 7 происходит разрыв электрической цепи между образцом 7 и призматической опорой 9 и при помощи контакта 22 момент разрушения фиксируется на регистрирующем блоке 21.

Таким образом, регистрирующий блок 21 воспроиэводич в одном масштабе одновременно момент прохождения трещины по сигналу приемника 20 и величину нагрузки от момента зарождения трещины и в процессе ее развития по сигналу пьезоэлемента 11 и момент разрушения по сигналу контакта 22, В процессе нагружения стабилизация очага разрушения осуществляется за счет применения трехточечной схемы изгиба и применением фиксатора 1,8 образца 7 с отверстием 19, что позволяет в процессе нагружения исключить смещение 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 его части падают на дно камеры 1, При помощи толкателя 16 из накопителя 15 подают следующий образец на поверхность средства 17 и цикл повторяется. формул а изобретения

1, Устройство для определения параметров деформации и разрушения металлических образцов, содержащее корпус, установленные в нем активрый 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 v перекладине и упорами на концах стоек, предназначенными для взаимодействия с соответствующими концами об1490568 раэца, пассивный захват - в виде установленного в отверстии скобы основания с закрепленной на нем призматической опорой, датчик нагрузки " в виде установленной между основани" 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 концами

2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения производительности при испытаниях в вакууме, оно снабжено раэ мещенными в корпусе манипулятором, выполненным в виде установленной с возможностью перемещения параллельно рабочей кромке призматической опоры рамы с закрепленными на ней упругими прижимами дпя подачи образца,ось которых перпендикулярна оси приэма1р тической опоры, накопителем образцов с толкателем и средством охлаждения образцов, установленными соосно друг другу и перпендикулярно рабочей кромке призматической опоры так, что нижняя

15 кромка накопителя и поверхность средства охлаждения расположены в плоскости, проходящей через ось упругих прижимов параллельно рабочей кромке призматической опоры, l490568

Редактор О,Спесивых

Заказ 3747/50 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 б

Ю

Составитель 3,Карпиловская

Техред М.яндык Корректор О,Ципле