Образец для термомеханических испытаний

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLlHA JIHCTVHECHHX

РЕСПУБЛИК (д1) G 01 и 3/60

r"3flAH .,;."., I" 5ÈÔ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTÎPCHÎMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

I 1.. ..» . »». .Р

Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4358I59/28 (22) 04.01.88 (46) 28.02.91. Бюл. II 8 (71 ) Рыбинский авиационный технологический институт (72) А. А.Жуков, Б. M. Др алкин и Ю,Б.Рябов (53) 620.178 (088.8) (56) Писаренко Г.С. и др. Прочность материалов при высоких температурах.

Киев: Наукова думка, I966i с. 410. (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ ИС1ЫТАНИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытани-

Изобретение относится к испытательно. технике, в частности к испытаниям ча прочность.

Цель изобретения — повьппение точности при определении критичЕской повреждаемости материапа образца при термомеханическом воздействии путем учета изменения упругих свойств материала.

На фиг. i изображен образец, общий вид; на фиг. 2 — образец без хвостовиков; на фиг. 3 — зависимость частоты собственных колебаний образца от количества термоциклов.

Образец выполнен в виде стержня, состоящего из цилиндрической рабочей части 1 и q вух рез ьб овых з ахн атных частей 2 двух хвостовиков, выполнен„„SU„„1631355 A 1

2 ям на прочность. Цель изобретенияповышение то чности. при определении критической повреждаемости материала образца при термомеханическом воздействии путем учета изменения упругих свойств материапа. Образец выполнен из стержня с: захватными частями, на которые наворачиваются хвостовики.

При термомеханическом воздействии испытывают образец без хвостовиков. При измерении упругих свойств хвостовики наворачиваются, Периодически проводя измерения, получают з ависимость изменения упругих свойств в зависимости от числа циклов. 3 ил, ных каждый из двух сопряженных между

° собой цилиндрических участков 3 и 4 разных диаметров, Причем в торцах участков больших диаметров выполнены резьбовые отверстия 5 и 6, предназначенные для соединения с захватными частями. СЛ . Порядок проведения циклических термомеханических испытаний и измере) ния упругих свойств заключается в следующем.

Первоначально измеряют упругие,В» свойства материала в исходном сос". 3 тоянии на составном образце. Затем хвостовики с составного образца сни мают и стандартные образцы (фиг, 2) подвергают испытаниям на термическую или малоцикловую изотермическую ус1631355 талость в течение нескольких циклов (от 10 до 100), После прекращения испытаний на реэьбовые головки испытуемого образца наворачивают хвостовики и измеряют частоту собственных колебаний составного образца, квадрат которой пропорционален модулю Юнга.

Далее хвостовики опять снимают и вновь проводят соответствующие цикли- 10 ческие испытания в течение определенного количества циклов или времени.

После этого на испытуемый образец опять устанавливают хвостовики и вно вь измеряют частоту собственных колебаний Повторяя многократно цикл испытаний и измерений при различных температурах, вплоть до разрушения, получаютт з ави симо сть из менения упругих свойств материала в процессе испытаний 20 фиг. 3) . По характеру изменения упругих свойств можно судить о поведении материала в условиях циклических термомеханических воздействий и опрев делить момент накопления критической 25 повреждаемости матери. ла.

Пример. На составном образце предлагаемой конструкции измеряют частоту собственных изгибных колебаний в процессе термоусталостных испыта- 30 ний после различного количества термо. смен. На испытуемом образце проводят термоусталостные испытания по пилообраз ному режиму: максимальная. температура цикла 700 С, минимальная 35 температур.а цикла 300 С, нагрев образца проходящим током, охлаждение в потоке воздуха. Время нагрева 5-7 с, время охлаждения 7-10 с, общее время цикла 12-17 с. Материал использу- 40 емого образца — сталь У8 после закалки и отпуска, После определенного числа термосмен испытуемый образец снимают с установки и на реэьбовые головки с обе- 4g их сторон наворачивают хвостовики, изготовленные также иэ стали. У8. 3атем на таком составном образце определяют упругие свойства по измерению частоты собственных колебаний, Пбсле измерения частоты хвостовики сворачивают и стандар rrrrrA испытуемлй образец вновь устанавливают на установку ,цля испыт ания на те рмостой кость.

По сл е р аз лич но го чи сл а те р мо сме н указ анные операции повторяют ся, Таким образом получена зависимость изменения частоты собственных колебаний, т.е, упругих своцств стали У8 от числа термосмен; . Результаты проведенных измерений представлены на фиг. 3.

Очевидно, что хар актер изменения,уп-. ругих свойств обусловлен только процессами происходящими в материапе ис> пытуемого образца при термоусталости, так как съемные хвостовики в термоусталостных испытаниях не участвуют и их вклад в значение измеряемой частоты во всех измерениях (после различного числа темосмен) одинаков.

Полученный характер изменения упругих свойств в процессе термоусталостных испытаний согласуется с общими закономерностями поведения меI таллов и сплавов . в условиях термоусталости.

Объединяя механические испытания и измерения упругих свойств материала путем использования составного образца, оценивают изменение упругих свойств материалов в условиях температурно-силовых воздействий, Это, в свою очередь, дает исходные данные для более точных расчетов и прогнозирования поведения иэделий в процессе эксплуатации, Фор мула из обретения

Образец для термомеханических испытаний, выполненный в виде стержня, состоящего иэ цилиндрической рабочей части и резьбовых захватных частеи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при определении . критической повреждаемости материала при термомеханическом воздействии путем учета изменения упругих свойств материала, он снабжен двумя хвостовиками, выполненными каждый в виде двух сопряженных между собой цилиндрических участков разных диаметров, причем в торцах участков больших диаметров выполнены резьбовые отверстия, предназначенные для сое-. динения с захватными частями стержня, l63 1 355 Рею,f

Ф02. 2

680

620

ИЮ ЛЮО

Корректор Л.Патай

Редактор И. Касарда

Заказ 537 Тиржк 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 о 70

Гц

Ze, Каа Vv Юоо авиа. а

Составитель В.Лазарева

Техред Л.Сердюкова