Способ испытания материалов на релаксацию напряжений при кручении и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет изучать процесс релаксации напряжений в различных материалах при их кручении. Цель изобретения (способа) - упрощение испытаний. Используют образец материала в форме винтовой пружины, а нагружение осуществляют приложением сжимающей в осевом направлении нагрузки. Цель изобретения (устройства) - упрощение испытаний и повышение точности определения релаксации напряжений. Образцы 16 материалов размещают между двумя параллельными плитами 3, 4, которые одним концом упираются в торцы толкателей 8, расположенных с возможностью перемещения в отверстиях плиты 3 и с возможностью контактирования с ней утолщенными концами по линиям 7. Боковая поверхность неутолщенных частей толкателей и торцы их утолщенных концов покрыты диэлектриком. Плитами 3 и 4 деформируют образцы 16 и жестко соединяют между собой стяжками 5. Плиты 3 и 4, стяжки 5 и толкатели 8 выполнены из электропроводного материала, они вместе с упругим элементом 12, источником 14 питания и сигнальной лампой 15 образуют сигнальную цепь 13. Изменение усилий сжатия образцов 16 материалов периодически определяют в момент разрыва сигнальной цепи 13 по линии 7 контакта, когда гаснет сигнальная лампа 15, путем воздействия упругого элемента 12 силоизмерителя 11 на торцы толкателей 8, а по изменениям усилий судят о процессе релаксации напряжений в образцах 16 материалов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф и Ю

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4?91002/25-28 (22) 29.07.87 (46) 07.08.89. Бюл. 11 29 (72) Е.Л.Клибанов, А.А.Казаков и А.-И.А.Поска (53) 120.175(088.8) (56) Релаксометр осевого сжатия с термокамерой, 2026 РОС. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Гб. 2.773.082 ТО. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА

РЕЛАКСАЦИ10 НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ КРУЧЕНИИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет изучать процесс релаксации напряжений в различных материалах при их кручении. Цель изобретения { способа) — упрощение испытаний. Используют образец материала в форме винтовой пружины, а нагружение

„„SU 1499158 A 1 осуществляют приложением сжимающей в осевом направлении нагрузки. Цель изобретения (устройства) — упрощение испытаний и повышение точности определения релаксации напряжений. Образцы 16 материалов размещают между двумя параллельными плитами 3, 4, которые одним концом упираются в торцы толкателей 8, расположенных с возможностью перемещения в отверстиях плиты 3 и с воэможностью контактирования с ней утолщенными концами по линиям 7. Боковая поверхность неутолщенных частей толкателей и торцы их утолщенных концов покрыты диэлектриком. Плитами 3 и 4 деформируют образцы 16 и жестко соединяют между собой стяжками 5. Плиты 3 и 4, стяжки 5 и толкатели 8 выполнены из электпопроводного материала, они вместе

3 1499158 с упругим элементом 12, источником

l4 питания и сигнальной лампой 15 образуют сигнальную цепь 13. Изменение усилий сжатия образцов 16 ма5 териалов периодически определяют в момент разрыва сигнальной цепи 13 по линии 7 контакта, когда гаснет сигнальная лампа 15, путем воздействия упругого элемента 12 силоиз-. мерителя 11 на торцы толкателей 8, а по изменениям усилий судят о процессе релаксации напряжений в образцах 16 материалов. 2 с.п ° ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам изучения процесса релаксации напряжений в различных материалах и устройствам их реализации.

Цель изобретения — упрощение испытаний и повышение точности опре- 20 деления релаксации напряжений.

Способ осуществляют следующим образом.

Из материала, предназначенного для испытания, изготавливают проволо- 25 ку с круглым поперечным сечением. Из проволоки навивают образец в форме винтовой цилиндрической пружины.

Пружину нагружают осевой силой и выдерживают при постоянной деформации, 30 при которой материал образца испытывает кручение.

Измеряют изменение нагрузки во времени и по ней судят о процессе . релаксации напряжений, который происходит в образце испытуемого материала. Параметры образца испытуемого материала выбирают следующими:

1,8 d u D = 4,8 d, где d — диаметр поперечного сечения пррволоки; t - 40 шаг витков образца; D — средний диаметр витков образца. Такие параметры образца обеспечивают возможность варьировать в широком диапазоне величину начальных касательных на- 45 пряжений при кручении и практически исключить влияние на релаксацию касательных напряжений при кручении напряжений от изгиба, растяжения и сдвига материала образца.

Пример. Иэ углеродистой стали марки 70 и нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т изготовили проволоку диаметром d = 0,8 мм. Из проволоки навили образцы материалов с параметрами t = 1,44 мм и D ; — 3,84 мм, что обеспечило возможность достижения касательных напряжений при кручении до 1100 MIIa„

В таблице приведены значения релаксации касательных напряжений при их начальной величине 350 МПа.

Релаксация касательных напряжений, MIIa, при продолжительности испытаний, ч

Марка стали

50 300 700

70 0,89 0,86 0,84

12Х18Н10Т 0,98 0,97 0,96

При этом образцы материалов испытывали в среде хладона 22 с маслом

ХФ22-24 при 200 С.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит стол 1 с приводом. 2, две параллельные плиты 3 и

4 из электропроводного материала, стяжки 5 для жесткого соединения плит 3 и 4 и ограничители 6 расстояния между ними. Плита 3 имеет отверстия, а плита 4 расположена на столе 1.

Устройство содержит также проходящие через отверстия в плите 3 с возможностью перемещения и контактирования коническими утолщенными концами с ней по линии 7 толкатели 8 из электропроводного материала. Боковая поверхность неутолщенных частей тол" кателей 8 и торцы их утолщенных концов покрыты диэлектриком 9 и 10, например нитридом бора.

Кроме того, устройство содержит силоизмеритель 11 с упругим элементом 12, которого касается торец Меутолщенной части толкателя 8, и электрическую сигнальную цепь 13 с источником 14 питания и сигнальной

1499158 торый протекает в образцах 16 материалов при различных уровнях начальных напряжений, при различных температурах и влиянии на образцы рабочих газовых или жидких сред. лампой 15, замыкающуюся концами через плиты 3 и 4.„ -.олкателя 8 по линии 7 и стяжKh 5, выполненные из электропроводног i материала, Устройство, работает следующим обФормула изобретения приводит к возрастанию нагрузки, действующей со сторопы упругого элемента 1? на соответствующий толкатель 8. При некоторой нагрузке происходит деформирование образца 16 и разрыв сигнальной цепи 13, так как контакт по линии 7 нарушается. Лампа 15 гаснет, а величина соответствующей нагрузки фиксируется силоизмерителем 11, Аналогичные периодические измерения нагрузки позволяют просто и с высокой точностью исследовать процесс релаксации напряжений, коI

Составитель Ю. Виноградов

Техред Л.Сердюкова Корректор Э.Лончакова

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 4680/38 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгоред, ул. Гагарина, 101 разом.

Образцы 16 материалов размещают между плитой 4 и торцами утолщенных частей толкателей 8. Между плитами размещают ограничители 6 и плиты соединяют жестко стяжками 5, При этом образцы 16 материалов приобретают неизменную во времени деформацию и, соответственно, начальные значения касательных напряжений кручения.

Деформированные образцы 16 материалов с плитами 3 и 4 помещают в термокамеру (не показана) с газовой или жидкой рабочей средой и выдерживают в ней.

Периодически приспособление иэ плит 3 и 4 с образцами 16 устанавливают на стол 1, включают привод 2 и подводят торец неутолщенной части соответствующего толкателя Я к упругому элементу 12 до их касания.

При этом сигнальная электрическая цепь 13 замыкается и загорается сигнальная лампа 15.

Дальнейшее перемещение стола 1

1. Способ испытания материалов на релаксацию напряжений при кручении, заключающийся в том, что в образце материала создают касательные напряжения путем его механического

15 нагружения и измеряют изменение нагрузки во времени, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения испытаний, используют образец в форме винтовой цилиндрической пру20 жины, а нагружение осуществляют приложением сжимающей в осевом направлении нагрузки.

2. Устройство для испытания материалов на релаксацию напряжений

25 при кручении, содержащее две параллельные и жестко соединенные между собой плиты из электропроводного материала, одна из которых имеет отверстия, и проходящие через них с

30 возможностью перемещения и контактирования с поверхностью этой плиты толкатели иэ электропроводного материала с утолщенными концами, обращенными к другой плите и предназ35 наченными для взаимодействия своими торцами с образцами материалов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения испытаний и повышения точности определения релакса40 ции напряжений, контактирующая с плитой поверхность конца толкателя выполнена конической, а боковая поверхность неутолщенных частей толкателей и торцы их утолщенных концов покрыты диэлектриком.