Установка для исследования механических свойств электропроводящих материалов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик В62047 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (51)М. Клз

G 01 и 3/38 (22) Заявлено 050678 (21) 2626573/25-28 с присоединением заявки Но(23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070981. бюллетень Й9 33

Дата опубликования описания 070981 (53) УДК620. 178. . 322. 3+620. .179(088.8) (54 ) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к исследоЪа= нию механических свойств электропроводящих материалов при цикли ческих нагрузках и может быть использовано для испытания материалов на усталость и для неразрушающего контроля заготовок.

Известна установка для исследования механических свойств электропроводящих материалов, содержащая магнит, между полюсами которого располагается образец исследуемого материала, и электрическую цепь переменного тока, в которую включается об-: разец (1). 1 5

Недостатком этой установки является отсутствие средств контроля зарождения трещины в образце.

Наиболее близкой к предлагаемоыу . изобретению по техническому существу 20 является установка для исследования механических свойств электропроводящих материалов, содержащая раму, магнит, верхний и нижний электропроводящие захваты для установки образца между полюсами магнита перпендику.лярно магнитным силовым линиям, источник тока, к,которому последовательно подключены захваты с образцом,приборы для измерения параметров колеба- 30 ний, позволяющие определить внутреннее трение в образце 52).

В некоторых случаях, например при. испытаниях образцов на усталость при изменяющейся температуре, измерение внутреннего трения не обеспечивает достаточно точного определения зарождения трещины..

Целью изобретения является повеваеиие точности определения момента зарождения усталостной трещины и расширение функциональных воэможностней установки за счет использования ее для осуществления входного нераэрушамщего контроля заготовок методом сравнения с эталоном.

Цель достигается тем, что установка снабжена зажимами для захватов и электрической цепью сигнализации, захваты выполнены с возможностью установки в иих .второго образца или эталона из электропроводящего материала между полюсами магнита параллельно первому образцу, один из захватов выполнен составным из двух электрически йзолированных друг от друга частей, зажим для этого захвата электрически изолирован от него, а зажим для другого захвата включен в электрическую цепь сигнализации и

862047 образует со своим захватом электри ческую контактную пару, захваты подвешены к раме с помощью пружинных растяжек, которые включены в цепь источника тока последовательно с захватами.

На чертеже изображена схема опи.=ываемой установки.

Установка содержит раму 1, к которой с помощью пружинных растяжек

2-5 подвешены нижний электропроводящый захват б и верхний электропроводящий захват, состоящий из двух частей. 7 и 8, электрически изолированных друг от друга прокладкой 9. В нижнем захвате 6 и частях 7 и 8 верхнего захвата имеются гнезда (на чертеже не 15 показаны) для -параллельного закрепле- ния в них образца 10 исследуемого материала (или контролируемой заготовки) и второго образца или эталона 11. . Нижний захват 6 расположен между щ эажииныин губками 12 и 13 зажима, образуя с ним электрическую контакт-. ную пару, которая включена в электрическую цепь 14 сигнализации, имеющую .сигнальное устройство 15. Части

7 и 8 верхнего захвата расположены между зажкмнымн губками 16 и 17 другого зажима, которые электрически изолированы от частей 7 .и 8.

Установка содержит также источник

18 тока, в цепь которого последовательно включены растяжки 2-5 нижний захват б, части 7 к 8 верхнего захвата, образец 10, и эталон 11, магнит 19, между полюсами которого перпендикулярно его силовым линиям устанавливаются образец 10 и образец или эталон 11, и приборы для изменения амплитуды и частоты колебаний (на чертеже не изображены). В частности, для измерения амплитуды коле- 4р баний может быть использован электроконтактный микрометр с подключенным к нему сигнализатором.

Установка работает в трех режимах.

Испытание на Усталость Два 45 одинаковых образца 10 к 11 с равными массами закреплень1 в захватах, губки

12, 13 и 16, 17 зажимов раздвинуты так, чтобы захваты могли колебаться между ними в горизонтальном направле нии. Переменный ток от источника

- 18 проходит через-растяжку 4, часть

7 верхнего захвата, образец 10, нижний захват б, образец 11, часть 8 верхнего захвата, растяжку 5. Магнитное поле тока взаимодействует с полем з5 магнита 19. Образцы 10 и 11 начинают колебатъся в противофазе. Если они одинаковы, то расстояние иежду губкаии 12 и 13 и эахватои 6 не изменяется. Резонанса добиваются, изменяя р частоту тока и измеряя амплитуду колебаНий образцов. Нагружающее Усилие регулируют путем кэиененыя амплитуды тока. Как толъко в одном из образцов начнет зарождаться трещина, изменится его коэффициент упругости и нижний и верхний захваты начнут колебаться. Зазор между захватом 6 и губками 12 и 13 подобран так, чтобы при колебаниях захвата 6 устанавливался электрический контакт между губками 12 и 13 и захватом б.

Тогда срабатывает электрическое сигнальное устройство 15 и отключается источник 18 тока. После этого захваты фиксируют с помощью зажимных губок 12 и 13, 16 и. 17, и измеряют внутреннее трение и собственнув частоту колебаний образцов, возбуждая их колебания током меньшей амплитуды, чем при испытании на усталость.

2. Входной неразрушающый контроль заготовок. Заготовка, по всем пдкаэателям признанная наилучшей, выбрана в качестве эталона и установлена в захваты. Испытуемые заготовки такого же размера, как и эталон,поочереди устанавливают в захваты на место образца 10. Если заготовка отличается по коэффициенту упругости за счет пор илы трещин от эталона, то при возбуждении колебаний током одной и той же амплитуды с частотой, равной собственной частоте. колебаний эталона, начинают колебаться и захваты.

Если амплитуда колебаний захвата б превышает экспериментально установленный предел (на установке он задается величиной зазора между губкаии 12 и 13 зажима и захватом 6), то срабатывает сигнальное устройство 15 и заготовку отбраковывают.

3. Измерение внутреннего трения.

Зажимными губками 12 и 13, 16 и 17 неподвижно фиксируют захват б и части

7 и 8 верхнего захвата. Измеряют резонансные частоты f и f0 образца

10 и эталона 11, а также ширинуаУ., и

М0 их резонансных пиков. Находят отношение * f2afg

Если 1, то

f h g в образце 10 содержится болъшее количество рассеивающих центров. Если с(больше экспериментально установленной корж, то образец отбраковывают.

Преимущества измерения внутренне»

ro трения на устаногке с эталоном следующке: затухание колебаний в воздухе и захватах для образца к эталона одинаковые, поэтому число at. больше единицы толъко за счет внутренних рассеивающих центров, на величину

* не влияют колебанкя температуры; эа счет этих двух факторов повышена чувствительность без применения вакуума и стабилизации температуры.

Поэтому установка пригодна ддя входМого нераэрушавщего контроля в заводских условиях.

Формула изобретения

Установка для исследования механических свойств электрс1проводящых .) 862047

Составитель В. Шехтер

Редактор Т. Кузнецова Техред С. Мигунова . Корр".ктор л Иван.

Эаказ 6535/39 . Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 материалов, содержащая раму, магнит, верхний и нижний электропроводящие захваты для установки образца между полюсами магнита перпендикулярно магнитным силовым линиям, источник тока, к которому последовательно подключены захваты с образцом, приборы для измерения параметров колебаний, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности определения момента зарождения усталостной трещины и расширения функциональных воэможностей, она снабжейа зажимами для захватов и электрической цепью сигнализации, захваты выполнены с возможностью .установки в них второго образца или эталона из электропроводящего материала между полюсами магнита параллельно первому образцу, один из захватов выполнен составным из двух электрически изолированных друг от друга частей, зажим для этого захвата электрически изолирован. от него, а зажим для другого захвата включен в цепь сигнализации и образует со своим захватом электрическую контактную пару, а захваты подвешены к раме с помощью пружинных растяжек, которые включены в цепь источника тока последовательно с захватами.

Источники информации, © принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР в 44376, кл. G 01-N 3/38, 1934.

2. Пинес Б.Я., Андронов В.М., Рабухин В.Б. Измерение внутреннего !

З трения нитевидных кристаллов при высокочастотных поперечных колебаниях.».

"Приборы и техника зксперимена", 1969, 9 1, с 172-175 (прототип).