Образец для испытания диффузионного соединения листовых заготовок на сдвиг, способ его изготовления и испытания

Изобретение относится к испытательной технике. Образец содержит две соединенные внахлест пластины, образующие диффузионное соединение и имеющие совмещенные с ними накладки, расположенные с противоположных от соединения сторон. Сумма толщин первой пластины и совмещенной с ней первой накладки равна сумме толщин второй пластины и совмещенной с ней второй накладки. Длина рабочей части образца равна длине нахлеста, составляющей не менее четверти высоты образца. Длина технологической части образца составляет половину разницы между общей длиной образца и длиной нахлеста, а толщина технологической части образца не превышает разницу между половиной высоты образца и радиусом перехода между торцом нахлеста и прилегающей поверхностью соответствующей технологической части образца. Ширина образца равна не менее половины длины нахлеста. При изготовлении образца две пластины накладывают одна на другую. На противоположные соединению поверхности пластин устанавливают накладки. Образованный пакет сваривают диффузионной сваркой, прикладывая усилие сварки к поверхностям накладок перпендикулярно диффузионному соединению. После сварки из пакета вырезают образцы. Из сваренного пакета вырезают блок, по крайней мере, из трех образцов, связанных между собой перемычкой, длину которой устанавливают не менее ширины блока, после чего изготавливают рабочую и технологическую части образцов, а перемычку удаляют. При испытании образца усилия нагружения прикладывают к торцам, прилегающим к испытуемому диффузионному соединению. Технический результат: повышение точности, снижение разброса результатов эксперимента, а также повышение достоверности полученных результатов механических испытаний. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности, позволяет испытывать на прочность методом сдвига неразъемные соединения, полученные преимущественно диффузионной сваркой, при выполнении стандартных механических испытаний, и может быть использовано в самолетостроении, двигателестроении и других отраслях машиностроения для осуществления контроля режимов операции диффузионной сварки в процессе изготовления деталей летательных аппаратов, а также узлов и агрегатов современных авиационных двигателей.

Известен образец для выполнения механических испытаний (в соответствии с РД26-11-08-86 «Руководящий документ. Соединения сварные, механические испытания»), предназначенный для оценки прочности сварного соединения, а также способ испытания образцов (ГОСТ 6996-66 «Сварные соединения. Методы определения механических свойств», утвержден Госстандартом СССР 03.03.1966). В настоящее время он является основным руководящим документом, регламентирующим выполнение разрушающего контроля неразъемных соединений, полученных сваркой в жидкой, а также в твердой фазе.

Недостатки известных образца и способа его испытания заключаются в следующем. При получении твердофазного соединения, например, при диффузионной сварке, с прочностью соединения, близкой к прочности основного материала, в зоне соединения остается некоторое количество дефектов сварного соединения, форма которых близка к сферической или равновесной форме. Размер дефектов в этом случае обычно не превышает значение 0,1…1,0 мкм.

При выполнении механических испытаний такого сварного соединения на отрыв в условиях деформирования образцов одноосным растяжением прочность соединения оказывается выше прочности основного материала. В этом случае результаты механических испытаний сварного соединения не отражают реальной ситуации с точки зрения дефектности сварного соединения, и их нельзя считать достоверными.

Известен образец для испытания сварного соединения на сдвиг (авторское свидетельство СССР №1188574, МПК G01N 3/24, опубл. 30.10.85).

В соответствии с данным техническим решением образец для испытания соединения на сдвиг представляет собой сваренные внахлест две пластины и четыре усиливающие накладки. Пластины изготавливают из одного материала, а накладки из другого. Накладки располагают по обе стороны пластин таким образом, что между общим торцом каждой пластины и прилегающей к ее поверхности накладкой и торцом накладки, прилегающей к обращенной в ту же сторону поверхностью другой пластины, имеется зазор.

Согласно способу изготовления данного образца для испытания соединения на сдвиг первоначально располагают две пластины так, чтобы образовывался нахлест, далее две пластины сваривают, а соединение накладок с пластинами осуществляют диффузионным методом при температуре не менее, чем на 50°C ниже температуры соединения пластин.

Известная конструкция образцов, состоящая из 2-х основных пластин, изготовленных из одного материала, и 4-х технологических накладок, изготовленных из другого материала, не обеспечивает возможность получения точного результата испытания прочности диффузионного соединения, поскольку результат испытания при такой конструкции образца зависит от количества пластин и накладок. В этом случае при сборке пластин и накладок в пакет сложно учесть отклонения в размерах пластин, необходимую точность их взаимного позиционирования, а также механические характеристики материала пластин и технологических накладок.

Недостатком данного технического решения является также и то, что исследуемое диффузионное соединение формируется при сварке установленных внахлест пластин. Эксперименты показывают, что при формировании нахлесточного соединения при сварке с краев диффузионного соединения, примыкающего к торцам пластин, образуются концентраторы напряжений в виде подрезов. При этом угол при вершине подрезов будет зависеть от многих факторов:

- от точности позиционирования пластин, образующих нахлест, и от точности позиционирования усиливающих накладок;

- от величины фаски при снятии заусенцев с кромки, прилегающей к краю соединения;

- от толщины свариваемых пластин;

- от величины приложенного сварочного давления.

Очевидно, что эти подрезы будут оказывать влияние на результат испытаний, которое также трудно учесть.

Другим недостатком рассматриваемого технического решения является тот факт, что процесс получения образцов разбит на 2 ступени. На первой ступени формируют испытуемое соединение путем изготовления нахлеста, а затем осуществляют приварку усиливающих пластин. Такая 2-ступенчатая схема изготовления образцов неизбежно окажет влияние на свойства исследуемого диффузионного соединения повторного нагрева. Особенно заметно это влияние в случае сварки материалов, которые при нагреве претерпевают фазовые превращения, например, при сварке титановых сплавов, что приведет к неоднозначному толкованию режимов сварки на результаты эксперимента.

В соответствии с известным техническим решением образец, имеющий нахлесточное соединение, полученное диффузионной сваркой, и изготовленный в соответствии с 2-ступенчатой схемой сварки далее подвергается механическим испытаниям путем деформирования методом одноосного растяжения. Заявленная конструкция образца позволяет выполнять механические испытания соединения на сдвиг путем установки их в клиновые захваты машины за счет приложения растягивающих усилий к их поверхностям, находящимся за нахлестом, образующим исследуемое диффузионное соединение, либо перпендикулярно, либо параллельно ему.

Такая схема нагружения приводит к формированию в зоне соединения сложной схемы напряженного состояния, с превалирующей растягивающей компонентой, что делает невозможным выполнение сравнительного анализа результатов испытания на сдвиг с результатами испытаний основного материала или сварного соединения на отрыв по соответствующему ГОСТу.

Кроме этого, выполнение испытаний с применением клиновых захватов сопряжено с риском перекоса образца при установке в захватах и несовпадению плоскости исследуемого соединения с осью приложения усилий (осью испытательной машины), что также будет влиять на вид формирующегося при этом напряженного состояния в зоне соединения и как результат - на достоверность результатов испытания. Влияние несоосности на достоверность результата испытания усиливается с уменьшением длины образца, которая при формировании диффузионного соединения обычно имеет ограниченный размер.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является образец для испытания металлического соединения на сдвиг и способ его изготовления и испытания (авторское свидетельство СССР №1619112, МПК5 G01N 3/24, опубл. 07.01.91).

В данном техническом решении образец для испытания металлического соединения на сдвиг содержит соединенные внахлест две одинаковые пластины и связанные с их противоположными поверхностями две пары одинаковых накладок, установленные так, что накладки каждой пары разделены зазором, расположенным у торца соответствующей пластины, при этом длину нахлеста устанавливают из соотношения: C=bσ/4τ, где b - сумма толщин пластины и накладки образца, σ и τ - соответственно, предел текучести при растяжении и предел прочности при сдвиге основного материала свариваемых пластин.

Конструкция образца в соответствии с рассматриваемым техническим решением позволяет повысить точность результатов испытания за счет учета пластической деформации в начале разрушения соединения. Однако она не исключает появление разброса в результатах испытаний, связанного с отсутствием регламента на длину зазора и трудностью обеспечения необходимой точности изготовления его длины в образцах, которая также отвечает за формирование в зоне соединения одинаково воспроизводимого деформированного состояния. Кроме этого, заявленная конструкция не учитывает толщину пластин, образующих исследуемое диффузионное соединение, толщину накладок и ширину образцов, что также влияет на формирование в зоне соединения того или иного вида напряженного состояния. Конструкция образца дает возможность испытывать образцы только одноосным растяжением, что затрудняет оценку стойкости сварного соединения тонколистовых материалов к динамическим воздействиям.

Кроме этого, заявленная конструкция образца не учитывает связи вида нагружения с видом напряженного состояния, формируемого в зоне диффузионного соединения, что затрудняет выполнение сравнительного анализа результатов испытаний диффузионного соединения на сдвиг с результатами испытаний основного материала и сварного соединения на отрыв, выполненных одноосным растяжением образцов в соответствии с ГОСТ. Эта информация является чрезвычайно важной в связи с развитием работ по созданию полой широкохордной рабочей лопатки первой ступени компрессора двигателя пятого поколения.

Задачей изобретения является повышение точности, достоверности результатов испытаний диффузионного соединения листовых заготовок и возможности однозначного сравнения результатов испытаний с результатами механических испытаний основного материала на разрыв, а также обеспечение возможности проводить испытания в условиях динамического нагружения.

Поставленная задача решается образцом для испытания диффузионного соединения листовых заготовок на сдвиг, состоящим из рабочей и технологической частей, содержащим две соединенные внахлест пластины, образующие диффузионное соединение и имеющие совмещенные с ними накладки, расположенные с противоположных от соединения сторон. В отличие от прототипа, сумма толщин первой пластины и совмещенной с ней первой накладки равна сумме толщин второй пластины и совмещенной с ней второй накладки, причем длина рабочей части образца равна длине нахлеста, составляющей не менее четверти высоты образца, длина технологической части образца составляет половину разницы между общей длиной образца и длиной нахлеста, а толщина технологической части образца не превышает разницу между половиной высоты образца и радиусом перехода между торцом нахлеста и прилегающей поверхностью соответствующей технологической части образца, причем ширина образца равна не менее половины длины нахлеста.

Задача решается также способом изготовления образца для испытания диффузионного соединения листовых заготовок на сдвиг, заключающимся в том, что две пластины накладывают одна на другую с образованием диффузионного соединения, на противоположные соединению поверхности пластин устанавливают накладки, образованный пакет сваривают диффузионной сваркой, прикладывая усилие сварки к поверхностям накладок перпендикулярно диффузионному соединению, после сварки из пакета вырезают образцы. В отличие от прототипа, из сваренного пакета вырезают блок, по крайней мере, из трех образцов, связанных между собой перемычкой, длину которой устанавливают не менее ширины блока, после чего изготавливают рабочую и технологическую части образцов, а перемычку удаляют.

Согласно изобретению пакет сваривают, прикладывая усилие сварки ко всем свободным поверхностям.

Поставленная задача решается также способом испытания диффузионного соединения путем деформирования одноосным нагруженном описанного выше образца. В отличие от прототипа, усилия нагружения прикладывают к торцам образца, прилегающим к испытуемому диффузионному соединению. Согласно изобретению образцы деформируют одноосным растяжением или сжатием.

Технический результат изобретения достигается благодаря следующему.

Предложенная конструкция образца обеспечивает совмещение оси образца, которая лежит в плоскости испытуемого диффузионного соединения, с осью прилагаемой нагрузки, учитывая размеры пластин и накладок. При выполнении этого условия повышается точность результатов испытаний за счет исключения изгиба образца при испытании.

Длина рабочей части образца, равная длине нахлеста, которая составляет не менее четверти высоты образца, позволяет исключить влияние пластической составляющей при приложении нагрузки к соответствующим торцам образца на первичную диаграмму механических испытаний. Т.е. данное условие позволяет при разрушении образца по диффузионному соединению исключить появление пластической деформации торцов при воздействии на них усилием от деформирующего инструмента.

Длина технологической части образца, составляющая половину разницы между общей длиной образца и длиной нахлеста, обеспечивает симметрию образца относительно середины рабочей части образца и также способствует снижению возникновения изгибной деформации при деформировании образца.

Выбор толщины технологической части образца, не превышающей разницу между половиной высоты образца и радиуса перехода между торцом образованного нахлеста и прилегающей поверхностью соответствующей технологической части образца, направлен на повышение точности и достоверности результатов эксперимента за счет того, что в такой конструкции линия диффузионного соединения и поверхность торца перпендикулярны.

Условие превышения ширины образца над длиной нахлеста позволяет сформировать в зоне диффузионного соединения при испытании условия, близкие к условиям плоско-деформированного состояния, что позволяет с большей точностью сравнивать результаты испытания диффузионного соединения на сдвиг со свойствами основного материала, которые получены при испытании цилиндрических образцов в соответствие с ГОСТ.

Предложенный способ изготовления образца для испытания диффузионного соединения листовых заготовок на сдвиг, когда из сваренного пакета вырезают блок, состоящий из трех и более образцов, связанных между собой перемычкой, после чего изготавливают рабочую и технологическую части образцов, а перемычку удаляют, позволяет изготавливать образцы за одну установку, обеспечивая высокую точность изготовления рабочей зоны (нахлеста), что позволяет снизить разброс в результатах испытаний, вызванный неточностью изготовления.

Выполняя диффузионную сварку пакета, прикладывая усилия сварки ко всем свободным поверхностям пакета, моделируются условия получения диффузионного соединения при изготовлении многослойных ячеистых конструкций, например, полых широкохордных вентиляторных лопаток газотурбинного двигателя пятого поколения. В этом случае, когда при диффузионной сварке пакета напряженное состояние совпадает с напряженным состоянием при изготовлении заготовки полой лопатки, повышается достоверность оценки качества диффузионного соединения пакета.

При выполнении механических испытаний одноосным нагруженном, в которых присутствует испытуемое диффузионное соединение, путем приложения усилия нагружения к торцам образца заявленной конструкции, прилегающим к испытуемому диффузионному соединению, создаются условия для формирования в зоне соединения напряженного состояния, близкого к простому сдвигу. Это обстоятельство дает возможность приводить полученные результаты к результатам испытаний основного материала, используя стандартные цилиндрические образцы и испытания их по ГОСТ.

Кроме этого повышение достоверности результатов испытаний обеспечивается созданием при выполнении испытаний в рабочей зоне образца напряженного состояния, близкого к простому сдвигу. Это дает основание с достаточной степенью достоверности принимать напряжения среза равными касательным напряжениям, т.е.

τ с р = P / S . τ = 1 ˜ / 3 ( σ ˜ 1 ) .

В представленной формуле P - это усилие нагружения, S - площадь нахлеста, или диффузионного соединения, равная произведению длины нахлеста 1 на ширину образца h, S=1×h, σ1 - это главные напряжения, возникающие в рабочей части цилиндрического образца при одноосном растяжении.

Очевидно, что возможность создания при испытании в рабочей зоне образца напряженного состояния, близкого к простому сдвигу, появляется в случае, когда нагрузку прикладывают к паре торцов образца, прилежащих к входной и выходной кромкам нахлеста, формирующего исследуемое диффузионное соединение.

При нагружении образцов одноосным сжатием появляется возможность динамического нагружения (проведение испытаний образцов на удар на копрах с вертикально падающим грузом), что расширяет спектр методов испытаний диффузионного соединения листовых материалов, добавляя к ним динамический метод нагружения. Известно, что динамические испытания являются более объективными методами оценки несущей способности диффузионного соединения и дают более достоверные результаты испытаний.

Заявляемое техническое решение поясняется следующими чертежами.

Фиг.1. Образец для испытания диффузионного соединения на сдвиг.

Фиг.2. Схема совмещения пластин и накладок, образующих пакет.

Фиг.3. Схема вырезки блока образцов для испытания диффузионного соединения из пакета пластин и накладок.

Фиг.4. Блок образцов для испытания диффузионного соединения после удаления технологической части.

Фиг.5. Образец, установленный в захватах для выполнения механических испытаний одноосным растяжением.

Фиг.6. Образец, установленный в захватах для выполнения механических испытаний одноосным сжатием.

Фиг.7. Зона диффузионного соединения листовых заготовок титанового сплава ВТ6С. a - увеличение ×2000. б - увеличение ×3000.

Фиг.8. Поверхность диффузионного соединения листовых заготовок титанового сплава ВТ6С после испытаний на срез. а - увеличение ×33. б - увеличение ×1000.

Образец (Фиг.1) состоит из двух сваренных внахлест пластин 1, 2 и усиливающих накладок 3, 4. Буквой A обозначена общая длина образца, B - высота образца, C - ширина образца, D - длина технологической части, F - рабочая часть образца или нахлест, E - высота технологической части, r - радиус перехода между торцом нахлеста и прилежащей поверхностью технологической части образца. Пластины 1 и 2 образуют исследуемое диффузионное соединение. Пластины могут иметь различную толщину, в этом случае различной будет и толщина усиливающих накладок. Соотношение толщин пластин и накладок направлено на обеспечение условия расположения сварного соединения посередине высоты образца В. Выбор величины нахлеста F равной 1/4 высоты образца B в сочетании с регламентированной шириной образца C, равной не менее половины длины нахлеста F, определяет формирование при испытании в зоне сварного соединения напряженного состояния, близкого к простому сдвигу.

Высота технологической части E выбрана таким образом, чтобы обеспечить формирование в зоне соединения заданную величину сдвиговой деформации.

Образец изготавливают из пакета листовых заготовок, совмещенных внахлест и сваренных диффузионной сваркой, длину или ширину свариваемых пластин 1, 2 и накладок 3, 4, собранных в пакет (Фиг.2), выбирают из условия равенства сумме длины образца A и технологического припуска Δ (Фиг.3). Длину припуска Δ задают равной не менее ширины образца C (Фиг.1).

Из сваренного диффузионной сваркой пакета вырезают блок - сборку (Фиг.3), состоящую из не менее трех пластин шириной C (Фиг.1), связанных друг с другом технологическим припуском Δ. При этом плоскости реза располагают перпендикулярно плоскости диффузионного соединения, длину реза устанавливают равной длине образца A. Изготовление рабочей (нахлест) и технологической частей выполняют одновременно во всей сборке образцов (Фиг.4), путем частичного удаления технологической части образца толщиной G=B/2+r и длиной D и D+Δ. соответственно. Перемычку Δ. отрезают после изготовления рабочей и технологической частей.

Полученные образцы испытывают деформированием, прикладывая усилия к торцам свариваемых пластин, прилежащих к нахлесту, образующему испытуемое соединение, как показано на фиг.5, где изображен образец 5, установленный в захваты 6 и 7, которые через отверстия соединяются с тягами испытательной машины для исключения возникновения перекосов при растяжении.

Установленные в захваты образцы деформируют одноосным растяжением, которое инициирует в зоне диффузионного соединения сдвиговую деформацию.

Установив образцы в захваты другой формы (Фиг.6), можно проводить их испытания одноосным сжатием. Механические испытания образцов методом одноосного сжатия рациональнее выполнять при динамических испытаниях диффузионного соединения на сдвиг на инструментированных копрах с вертикально падающим грузом.

При проведении испытаний образцов такой конструкции в зоне соединения формируется напряженное состояние, близкое к простому сдвигу.

Для подтверждения этого утверждения заявляемое техническое решение было подвергнуто проверке. Для этих целей использовали современные методы математического анализа, которые полностью подтвердили это утверждение.

Заявляемое техническое решение было опробовано на примере испытания диффузионного соединения листовых заготовок из 2-фазного (α+β) титанового сплава ВТ6.

Пример иллюстрирует образец, способ изготовления и способ испытания диффузионного соединения двух одинаковых по толщине пластин.

Две пластины 100,0 мм × 50,0 мм × 1,0 мм вырезали из листа. Пластины обезжиривали, протирая бязью, смоченной в технически чистом ацетоне. Затем со свариваемых поверхностей пластин удаляли окисную пленку, зачищая их металлической щеткой. После удаления с поверхности окисной пленки пластины подвергали обезжириванию методом ультразвуковой обработкой последовательно в техническом ацетоне и спирте.

По завершении операции обезжиривания пластины 1 и 2 накладывали одна на другую так, чтобы совпали края пластин (Фиг.2). В таком положении пластины фиксировали, прихватывая их аргонодуговой сваркой по краям.

На свободные поверхности пластин (противоположно совмещенным под диффузионную сварку) накладывали две накладки 3 и 4 (Фиг.2), размерами 100,0 мм × 50,0 мм × 5,0 мм. Предварительно заготовки также подвергли операции зачистки и обезжиривания.

Накладки фиксировали относительно двух пластин прихваткой аргонодуговой сваркой.

После этого полученный пакет, состоящий из 2-х пластин и 2-х накладок, устанавливали в специальную оснастку, которая обеспечивала приложение к пакету пластин и накладок равномерного усилия сжатия, и осуществляли диффузионную сварку. Режим диффузионной сварки был выбран следующим: окружающая среда - вакуум, глубиной 10-3 Па; температура сварки - 925×1,0°C; рабочее давление сварки - 3,0 МПа; время сварки - 3,0 часа.

По завершении процесса диффузионной сварки из пакета вырезали блок, состоящий из 3-х, скрепленных между собой перемычкой образцов толщиной 3,0 мм каждый (Фиг.3). Разрезку пакета на образцы выполняли методом электроэрозионной резки проволокой диаметром 0,3 мм. Длину реза выбирали равной 40,0 мм, а длина перемычки была соответственно равна 10,0 мм. Затем изготавливали технологическую часть (Фиг.4) длинной 19,0 мм и высотой 5,85±0,01 мм. При изготовлении технологической части была сформирована рабочая часть - нахлест длиной 2,0 мм. После операции изготовления технологической и рабочей частей перемычку отрезали, получая таким образом 3 образца для проведения механических испытаний по одному из режимов сварки.

Образцы испытывали на универсальном динамометре фирмы Instron (модель 5095). Образцы устанавливали в захваты, схема которых приведена на Фиг.5. Захваты закрепляли штифтами на тягах испытательной машины. Далее осуществляли механические испытания образцов, деформируя их одноосным растяжением со скоростью перемещения подвижной траверсы 1,0 мм/мин.

В таблице сведены экспериментальные значения механических испытаний трех образцов. Из результатов испытаний следует, что прочность диффузионного соединения составляет величину, примерно равную 91% от прочности основного материала.

Разрушенные образцы подвергали металлографическим и фрактографическим исследованиям. Для выполнения исследований использовали сканирующий электронный микроскоп JSM 840.

На фиг.7а, б и фиг.8а, б приведены фотографии зоны диффузионного соединения, а также поверхности разрушения при различных увеличениях.

Результаты металлогафических и фрактографических исследований подтвердили то, что прочность диффузионного соединения, равная ~91% от прочности основного материала, обусловлена наличием в зоне диффузионного соединения дефектов, в виде пор размером 1…2 мкм.

Таблица.
Значения максимального усилия и касательных напряжений.
№ образца Максимальное усилие P, H Максимальное напряжение сдвига τ, МПа Значение приведенного усилия, √3τ, МПа Напряжение σв, МПа
1 3462,34 461,77 798,48 890,5
2 3538,97 472,27 817,53 892,1
3 3532,21 475,46 822,72 889,3
Среднее 3511,18 469,83 812,33 890,6

Полученные экспериментальные результаты показали, что предложенное техническое решение повышает точность, снижает разброс результатов эксперимента, а также повышает достоверность полученных результатов механических испытаний.

1. Образец для испытания диффузионного соединения листовых заготовок на сдвиг, состоящий из рабочей и технологической частей, содержащий две соединенные внахлест пластины, образующие диффузионное соединение и имеющие совмещенные с ними накладки, расположенные с противоположных от соединения сторон, отличающийся тем, что сумма толщин первой пластины и совмещенной с ней первой накладки равна сумме толщин второй пластины и совмещенной с ней второй накладки, причем длина рабочей части образца равна длине нахлеста, составляющей не менее четверти высоты образца, длина технологической части образца составляет половину разницы между общей длиной образца и длиной нахлеста, а толщина технологической части образца не превышает разницу между половиной высоты образца и радиусом перехода между торцом нахлеста и прилегающей поверхностью соответствующей технологической части образца, причем ширина образца равна не менее половины длины нахлеста.

2. Способ изготовления образца для испытания диффузионного соединения листовых заготовок на сдвиг, заключающийся в том, что две пластины накладывают одна на другую с образованием диффузионного соединения, на противоположные соединению поверхности пластин устанавливают накладки, образованный пакет сваривают диффузионной сваркой, прикладывая усилие сварки к поверхностям накладок перпендикулярно диффузионному соединению, после сварки из пакета вырезают образцы, отличающийся тем, что из сваренного пакета вырезают блок, по крайней мере, из трех образцов, связанных между собой перемычкой, длину которой устанавливают не менее ширины блока, после чего изготавливают рабочую и технологическую части образцов, а перемычку удаляют.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что пакет сваривают, прикладывая усилие сварки ко всем свободным поверхностям.

4. Способ испытания диффузионного соединения путем деформирования одноосным нагружением образца по п.1, отличающийся тем, что усилия нагружения прикладывают к торцам образца, прилегающим к испытуемому диффузионному соединению.

5. Способ испытания по п.4, отличающийся тем, что образцы деформируют одноосным растяжением или сжатием.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытанию материалов на сдвиг. .

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к области обувного производства, а именно к исследовательскому приборному комплексу, предназначенному для определения зависимости жесткости каблука при взаимодействии его с опорной поверхностью, что имеет место в фазе переднего толчка при ходьбе.

Изобретение относится к обувной подотрасли легкой промышленности. .

Изобретение относится к механике грунтов. .

Изобретение относится к исследованиям механических свойств снега и может быть использовано для определения оптимального режима уборки снежных завалов. .

Изобретение относится к области строительных конструкций и может быть использовано при контроле качества деревянных строительных конструкций. .

Изобретение относится к устройству и способу определения прочности на сдвиг минеральной ваты. .

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к средствам контроля прочности стыкового соединения стержней. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам и устройствам для испытания на сдвиг, и может быть использовано при изготовлении многослойных панелей в самолетостроении, судостроении, строительстве и других отраслях промышленности. Сущность: неподвижные плиты соединяют между собой жестко, а на обе стороны подвижной плиты и на внутренние стороны неподвижных плит наносят клейкий слой равномерной толщины по всей площади нанесения, образуя гладкую поверхность. На торцы подвижной и неподвижных плит наносят метки для определения величины сдвига. Подвижную плиту устанавливают в пазы, обеспечивающие параллельность перемещения подвижной плиты относительно неподвижных. Регистрируют значение силы, соответствующей величине перемещения. Устройство состоит из двух неподвижных плит и подвижной плиты, расположенной симметрично относительно неподвижных с регулируемыми зазорами. Поверхности плит выполнены с заданной шероховатостью, обеспечивающей равномерную толщину клейкого слоя по всей поверхности нанесения. На подвижной и неподвижных плитах выполнены метки для определения величины сдвига и подвижная плита установлена в пазах с возможностью обеспечения параллельности перемещения подвижной плиты относительно неподвижных плит. Неподвижные плиты жестко соединены между собой. Технический результат: повышение достоверности проведения испытаний за счет повышения качества и точности проведения испытаний. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит основание, установленный на нем барабан, резец для взаимодействия с образцом, закрепленный на барабане коаксиально последнему, держатель образца в виде обоймы, толкатель для взаимодействия с одним из торцов образца, упор для взаимодействия со вторым торцом образца и механизм перемещения толкателя, выполненный в виде пресса. Держатель образца, толкатель, упор и механизм перемещения толкателя установлены на поворотной платформе, ось поворота которой перпендикулярна оси вращения барабана. Технический результат: повышение объема получаемой информации путем обеспечения испытаний стержневых образцов материалов на послойный срез при действии осевой нагрузки с возможностью изменения ориентации плоскостей послойного среза относительно направления действия осевой нагрузки в ходе испытания. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения прочности растительных материалов (соломы, зерен злаков, отходов древесины и др.) в условиях сдвига с целью обоснованного расчета и конструирования измельчающего оборудования. Устройство содержит рабочие органы, нагружающее устройство с измерителем усилия сдвига. Рабочие органы выполнены в виде внешнего неподвижного и внутреннего подвижного цилиндров, сопряженных между собой по посадке с зазором и имеющих соосные радиальные отверстия одного диаметра для размещения испытуемых образцов. Диаметр сечений испытуемых образцов соответствует диаметру соосных радиальных отверстий, а их длина - суммарной толщине стенок внешнего неподвижного и внутреннего подвижного цилиндров, которые в свою очередь снабжены соответственно охватывающим и охватываемым вкладышами для фиксации испытуемых образцов. Технический результат: повышение достоверности результатов определения сдвиговой прочности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области физики материального (контактного) взаимодействия, а именно к способу определения угла φн внутреннего трения и удельного сцепления - сн материальной связной среды нарушенной структуры, воспринимающей давление свыше гравитационного. Способ определения физических параметров прочности нарушенной структуры материальной среды заключается в определении при лабораторном сдвиге образцов среды ненарушенной структуры в условиях компрессии угла φ=φстр внутреннего трения и удельного сцепления с=сстр среды ненарушенной структуры при построении графика Кулона-Мора τi=pi·tgφстр+сстр предельного состояния среды под давлением pi, где τi - напряжение сдвига среды под давлением сжатия pi. Для определения угла внутреннего трения среды с нарушенной структурой, образующейся при достижении под штампом давления, равного бытовому давлению рстр.б=рб=(γ·h-сстр)ctgφстр на отметке h массива ее естественного сложения, определяют угол θ=φстр+φн=arcsin[2sinφстр/(1+sin2φстр)]. Определяют угол внутреннего трения среды с нарушенной структурой по выражению φн=θ-φстр, а удельное сцепление материальной среды с нарушенной структурой определяют по зависимости с н = с с т р [ 2 − t g φ н t g φ с т р ] . Технический результат - получение связи физических параметров прочности φн и сн нагруженной материальной среды сверх природного гравитационного (бытового) давления с параметрами структурной прочности среды φстр и сстр.2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании процесса энергообмена в образцах горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, источники давления, связанные с механизмами поджатия и сдвига, и механический аккумулятор энергии с пружиной, установленный между механизмом перемещения и захватом для контробразца. Механический аккумулятор энергии выполнен в виде направляющей, соединенной с захватом для контробразца, толкателя в виде полого цилиндра, размещенного на направляющей и соединенного с механизмом перемещения, при этом пружина размещена на направляющей между захватом для контробразца и толкателем и выполнена тарельчатой, тарелки уложены в группы, в каждой группе тарелки обращены друг к другу вогнутыми поверхностями. При этом количество тарелок с каждой стороны в каждой группе одинаковое, а в разных группах подобрано в соответствии с задаваемой характеристикой жесткости аккумулятора. Технический результат: увеличение объема информации при изучении процесса энергообмена в образцах горных пород за счет обеспечения исследований процесса энергообмена как при постоянной, так и при переменной характеристике жесткости аккумулятора энергии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания образцов строительных материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба, и позволяет испытывать образцы материалов при различных комбинациях нагружения их усилиями растяжения, среза и изгиба в совокупности с разрывной машиной. Устройство содержит соосные захваты для крепления образца, дугообразные рычаги, соединенные с захватами, и платформы, опирающиеся на стенки захватов. Дугообразные рычаги, выполненные в виде коромысел с отверстиями, с помощью болтов соединены с захватами образца и с платформами, опирающимися на стенки захватов. Центры отверстий дугообразного рычага, соединенного с верхним захватом лежат на одной окружности с центрами отверстий рычага, соединенного с нижним захватом. Технический результат: расширение функциональных возможностей путем нагружения образца не только до разрушения его усилием растяжения, среза или изгиба, но и до разрушения его совместным действием усилий растяжения, среза и изгиба при фиксированном соотношении между величиной усилия при растяжении, величиной усилия при срезе и величиной изгибающего момента. 7 ил.

Изобретение относится к методам определения механических характеристик клеевых соединений при интенсивных тепловых воздействиях. Сущность: осуществляют индукционный нагрев образца клеевого соединения до заданной температуры со скоростью 5-50°C/с и определяют искомые характеристики. Технический результат: повышение точности определения механических характеристик клеевого соединения. 4 ил.

Изобретение относится к физике материального контактного взаимодействия, конкретно к способу установления предельного состояния деформируемой сжимающей и растягивающей нагрузкой материальной среды. Сущность: по данным сдвига нагруженной ступенями нормального давления pi материальной среды на глубине h тангенциальной нагрузкой τi строят график зависимости τi=ƒ(pi). График линеаризируют прямой до пересечения с осью τi и осью pi, на оси τi устанавливают величину удельного сцепления структурированной среды с=сстр, на оси pi устанавливают величину противодавления связности среды -ре= -сстр·ctgφстр и определяют угол φ=φстр внутреннего трения структурированной среды. Закон Ш. Кулона τстр=pi·tgφстр+сстр устанавливают в интервале нормального давления -(ре)≤pi≤(+рб), где рб=(γстр·h-сстр)ctgφстр - гравитационное (бытовое) давление для структурированной среды с удельным весом γстр, при давлении pi>рб. Предельное состояние материальной среды рассматривают с нарушенной структурой и описывают зависимостью τн=рн·tgφн+сн, а предельное состояние материальной среды в общем виде описывают системой уравнений. Технический результат: возможность определения границ предельного состояния материальной связной среды с нарушенной структурной прочностью и установления закономерности предельного состояния связной среды за пределами ее структурной прочности и закона Ш. Кулона при давлениях pi свыше гравитационного (бытового) рб, т.е. pi>рб. 3 ил.,1 табл.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытаний материалов на сдвиг и кручение и может быть использовано в машиностроении. Устройство содержит нагружающий и опорный стержни, снабженные тензодатчиками, между которыми размещен образец. Устройство снабжено тремя последовательно перекрещивающимися под приблизительно прямым углом рычагами, в каждом из которых по центру перекрестия выполнено отверстие некруглой формы, причем в двух из них расположены противоположные концы опытного образца, а в третьем - средняя его часть. Концы образцов и средняя часть выполнены одинаковой формы и входят в отверстия рычагов с минимальными зазорами, при этом рычаги установлены так, что продольные оси симметрии рычагов по концам образца установлены в одной плоскости, а продольная ось симметрии среднего рычага расположена приблизительно перпендикулярно этой плоскости. Один конец каждого рычага контактирует с нагружающим стержнем, а другой - с опорным. Сущность способа: производят замер деформаций в падающем, отраженном и прошедшем импульсе деформаций на всем временном промежутке деформационного воздействия с помощью тензодатчиков, расположенных на стержнях, а затем деформацию сдвига в образце, максимальное касательное напряжение для образца и скорость деформации определяют по формулам. Технический результат: расширение возможностей устройства. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА). Сущность: осуществляют силовое нагружение на сдвиг и измерение деформаций соединения. Силовое нагружение прилагают вдоль оси симметрии обтекателя через пуансон с упругой прокладкой, наружная поверхность которого эквидистантна внутренней поверхности керамической оболочки, а высота взаимодействия пуансона с оболочкой относительно носка меньше половины расстояния между верхним срезом шпангоута и носком обтекателя. Сдвиг оболочки измеряют относительно верхнего среза шпангоута минимум в трех точках окружности, находящихся между собой на одинаковом расстоянии, а модуль сдвига клея в узле соединения обтекателя рассчитывают по формуле. Технический результат: возможность определения модуля сдвига клея непосредственно на натурном обтекателе. 1 ил.
Наверх