Устройство для исследования механических свойств материалов

 

(и 17! 2731

ОЙ ИСАНИНА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИИоСТВУ боЮз боветгскик

Социалистичесщц

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.01.77 (21) 2446865/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.80. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.80 (51) М. Кл.-"

G 01N 3/18

Государстоеииый комитет

СССР (53) УДК 620.172.251. . 12 (088. 8) по делам изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Е. М. Медведев, А. И. Осецкий и В. И. Аненко (71) Заявитель

Физико-технический институт низких температур

АН Украинской CCP (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для исследований механических свойств материалов в широком диапазоне температур.

Известно устройство для исследования механических свойств материалов, содержащее испытательную камеру, установленную в криостате, зажимы образца, установленные в испытательной камере, один из которых связан с опорной трубой, другой — с подвижной силовой тягой, и механизм нагружения (1).

Недостатком устройства является невозможность достоверного определения деформаций образца при термоциклировании, поскольку на истинную деформацию образца, связанную с его структурными изменениями, накладываются изменения длины нагружающих элементов, в частности тяги и опорной трубы, а кроме того, изменения длины самого образца.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для исследования механических свойств материалов, содержащее испытательную камеру, систему термостатирования образца материала, активный и пассивный захваты для крепления образца, силовозбудитель, две удлинительные штанги, соединенные одними концами соответственно с активным и пассивным захватами, и датчик деформации, соединенный с другими концами штанг (2).

Недостатком этого устройства является

5 низкая точность определения деформаций образца в период термоциклирования.

Целью изобретения является повышение точности определения деформаций при исследовании.

10 Это достигается тем, что устройство снабжено компенсирующей обоймой, установленной между пассивным захватом и штангой, соединенной с этим захватом, а штанги выполнены в виде трубчатых эле15 ментов, установленных соосно захватам.

Кроме этого, компенсирующая обойма выполнена составной по высоте из отдельных элементов, имеющих разные линейные размеры и выполненных пз материалов с раз20 личными коэффициентами линейного расширения.

Устройство изображено на чертеже.

Устройство содержит испытательную камеру 1, оборудованную системой термостатирования образца, включающей нагреватель 2 и криостат 3 с опорной плитой 4. В испытательную камеру 1 введена опорная колонна 5, смонтированная на плите 4, к которой прикреплен пассивный захват 6.

Внутри опорной колонны 5 установлен поI I

712731 лый силовой шток 7, связанный с активным захватом 8. Захваты 6 и 8 соединены с удлинительными штангами 9 и 10, выполненными в виде трубчатых элементов, установленных соосно захватам внутри силового штока 7 и уплотненных с помошью уплотнений 11.

Штанги 9 и 10 выполнены из материала с малым коэффициентом линейного расширения, Штанга 9 одним концом соединена 10 с пассивным захватом 6 через компенсирующую обойму 12, другим — с корпусом 13 датчика деформации. Штанга 10 одним концом соединена с активным захватом 8, другим — с подвижным сердечником 14 15 датчика деформации. Криостат 3 снабжен устройствами 15 и 16 соответственно слива и заправки криогенной жидкостью.

Устройство работает следующим образом. 20

Испытуемый образец устанавливают в захваты 6 и 8. Криостат 3 заправляют через устройство 16 криогенной жидкостью.

К силовому штоку 7 прикладывается нагрузка от силовозбудителя (не показан) . 25

Ввиду соосного расположения штанг 9 и 10 и обоймы 12, тепловое расширение опорной колонны 5 и штока 7 будет влиять на них одинаково. Поэтому, если в процессе изменения температуры изменяются только раз- 30 меры силового штока 7 и опорной колонны

5 и происходит лишь обычное тепловое расширение образца без изменения его внутренней структуры, корпус 13 и сердечник

14 датчика деформации будут двигаться 35 синхронно в одном направлении, и изменения электрического сигнала не произойдет.

Как только в образце начнут происходить структурные превращения, вызывающие изменения его размеров, произойдет рассо- 40 гласование перемещений корпуса 13 и сердечника 14 датчика деформации, величина которого будет пропорциональна деформации образца за счет фазовых превращений.

Меняя элементы, составляющие компенсирующую обойму 12, легко добиться того, чтобы в процессе данного теплового цикла расширение обоймы 12 при охлаждении и нагреве совпало с тепловым расширением образца, а кроме того и дополнительно компенсировало разность, возникающую при тепловом расширении штанг 9, 10, связанных с датчиком деформации.

Формула изобретения

1. Устройство для исследования механических свойств материалов, содержащее испытательную камеру, систему термостатирования образца материала, активный и пассивный захваты для крепления образца, силовозбудитель, две удлинительные штанги, соединенные одними концами сответственно с активным и пассивным захватами, и датчик деформации, соединенный с другими концами штанг, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения деформаций при исследовании, оно снабжено компенсирующей обоймой, установленной между пассивным захватом и штангой, соединенной с этим захватом, а штанги выполнены в виде трубчатых элементов, установленных соосно захватам.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ющ ее с я тем, что компенсирующая обойма выполнена составной по высоте из отдельных элементов, имеющих разные линейные размеры и выполненных из материалов с различными коэффициентами линейного расширения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зиновьев М. В. и др. Установка для изучения процесса низкотемпературной ползучести. — «Проблемы прочности», 1970, № 6, с. 92.

2. Борздыка A. М. Методы горячих механических испытаний. М., Металлургиздат, 1962, с. 62 (прототип).

712731

Составитель Г. Алехов

Техред А. Камышникова

Редактор Г. Улыбина

Корректор В. Петрова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2782/12 Изд. ¹ 117 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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