Установка для испытания материалов на ползучесть и длительную прочность при повышенных температурах

 

Изобретение может быть использов.ано для испытаний материалов на полззгчесть и длительную прочность при повышенных температурах. Цель изобретения - повышение точности измерения поперечного удлинения трубчатого образца. Устройство для измерения поперечного удлинения образца состоит из двух коаксиально установ (Л со а 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 N 3 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0IVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ фС 1 Й!:", ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3962442/25-28 (22) 09.10,85 (46) 15.05.87.Вюл, Р 18 (71) Институт. проблем прочности

АН УССР (72) С.С.Тищенко (53) 620.17.05 (088.8) (56) Христов Г.П. и др, Нагружающее устройство Нейтрон-М2 для внутриреакторных испытаний на ползучесть и длительную прочность трубчатых образцов при плоском напряженном .состоянии. ""Проблемы прочности", 1980, Р 9, с.117-121, рис, 1 и 2.. К„1310681 А 1 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ И ДЛИТЕЛЬНУЮ

ПРОЧНОСТЬ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕИПЕРАТУРАХ (57) Изобретение может быть использовано для испытаний материалов на ползучесть и длительную прочность при повышенных температурах. Цель изобретения — повышение точности измерения поперечного удлинения трубчатого образца. Устройство для измерения поперечного удлинения образца состоит из двух коаксиально установ131 ленных сильдонов 15 и 16 с общими торцами 13 и 14. Сильфоны 15 и 16 образуют на уровне рабочей части образца 4 две герметичные камеры, заполненные инертным газом, На внешней стороне торца 14 установлены два измерительных сильфона 19 и 20, связанных с соответствующими сильфонами 15 и 16. Торцы сильфонов 19 и 20 связаны с сердечником и катушкой индуктивного датчика. Внутренняя полость 8 образца 4 подсоединяется к механизму 2 нагружения внутренним

0681 давлением. Поперечное удлинение образца 4 вызывает уменьшение объема камеры 17. Поскольку камеры 17 и 18 находятся в одинаковых радиационнотермических условиях, то происходит автоматическая компенсация влияния радиационно-термических воздействий на точность измерения. Вытесненная из камеры !7 среда по отверстиям в торце 14 поступает в сильфон 19 и перемещает на некоторую величину его торец и связанный с ним сердечник индуктивного датчика. 4 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именна к прочностным испытаниям материалов на ползу— честь и длительную прочность натурных образцов при плоском напряжен в 5 ном состоянии, и может быть использовано при определении прочностных свойств конструкционных материалов для реакторостроения.

Целью изобретения является повышение точности измерения поперечного удлинения образца путем компенсации влияния радиационно-термических воэ— действий.

На фиг.1 представлена установка, общий вид; на фиг.2 — узел 1 на фиг.

1; на фиг,3 — узел 11 на фиг.1; на фиг. 4 — вид А на фиг,З.

Установка для испытания материа20 лов на ползучесть и длительную прочность при повышенных температурах содержит механизм 1 нагружения осевой нагрузкой, механизм 2 нагружения внутренним давлением, ампулу 3 с устройством для измерения поперечного удлинения трубчатого образца 4.

Нагружающий механизм 1 выполнен в виде гидравлического цилиндра 5, который установлен в исследовательском канале 6 ядерного реактора так, что между цилиндром 5 и каналом 6 образуется герметическая полость, которая заполняется, как правило, газовой инертной средой.

Механизм 2 нагружения образца 4 внутренним давлением с помощью трубопровода 7 соединен с внутренней по2 лостью 8 испытуемого трубчатого образца 4. Сменная ампула 3 включает в себя корпус 9, активный и пассивный захваты 10 и 11, нихромовый электрический нагреватель 12, расположенный на уровне образца 4 на корпусе ампулы 3; Активный захват 10 соединяет образец 4 со штоком гидравлического цилиндра 5, Между общими торцами 13 и 14 установлены два коаксиальных герметичных сильфона

15 и 16, образующие на уровне рабочей части образца 4 две герметичные камеры 17 и 18, заполненные инертным газом. На внешней сторона общего торца 14 расположены два измерительных сильфона 19 и 20, связанные с соот— ветствующими камерами 17 и 18 специальными отверстиями. К торцам сильфонов 19 и 20 крепятся скобы 21 и

22, соединенные посредством прово— лочных тяг 23 и 24 с индуктивным датчиком 25 линейных перемещений, Конструктивно датчик 25 линейных перемещений (фигЗ) выполнен следующим образом. Катушка 26 датчика 25 размещена.на подвижной каретке 27, которая перемещается на направляю— щих роликах 28 — 30 и связана с противовесом 31 нитью 32, переброшенной через колесо 33, закрепленное с помощью оси 34 и кронштейна 35 на корпусе нагружающего механизма 1.

Сердечник 36 датчика 25 соединен нитью 37 с кареткой 38, которая мо— жет перемещаться на направляющих роликах 39-41. В свою очередь ка1310681

3 ретка 38 снабжена противовесом 42 и связана с ним с помощью гибкой нити 43, переброшенной через колесо

44, закрепленное на корпусе нагружающего устройства с помощью оси 5 и кронштейна, Установка работает следующим образом.

Нагружающий механизм 1 вместе с подсоединенной к нему сменной ампу- 10 лой 3 устанавливается в канале 6 реактора и герметично на нем крепится. При этом испытуемый образец 4 размещается на уровне центра активной зоны реактора. Герметичную полость канала 6 заполняют газовой инертной средой, например гелием.

Внутренняя полость образца 4 подсоединяется с помощью трубопровода 7 к механизму 2 нагружения образца 4 20 внутренним давлением. При работе реактора на номинальной мощности образец 4 нагревается до температуры эксперимента за счет радиационного энерговыделения и с помощью нагревателя 12, укрепленного на корпусе 9 сменной ампулы 3. Регулирование и точное поддержание температуры на рабочей части образца 4 производится по показаниям приборов, связанных с 30 термопарами (не показаны) за счет изменения давления газовой среды в канале 6 и с помощью изменений напряжения на нагревателе 12.

После достижения на образце 4 тем-35 пературы опыта к гидравлическому цилиндру 5 под давлением подводится рабочая жидкость и через активный захват 10 растягивающее усилие передается на образец 4. От механизма 2 наг- 40 ружения образца 4 внутренним давлением по трубопроводу 7 и активному захвату 10 в полость 8 образца 4 подается под давлением газовая среда, Сочетание различных растягивающих 45 усилий и внутреннего давления s экспериментах дает возможность получить на образце 4 сложное напряженное состояние с различным соотношением главных напряжений. 50

Под воздействием радиационных излучений, высокой температуры и механических нагрузок происходит деформирование образца 4 в окружном и осевом направлениях. Измерение попереч- 55 ного удлинения осуществляется с помощью тензометра ампулы 3 с индуктивным датчиком 25 линейных перемещений,.

Поперечное удлинение испытуемого образца 8 вызывает уменьшение объема камеры 17. Поскольку камеры 17 и 18 находятся в одинаковых радиационнотермических условиях, то происходит автоматическая компенсация влияния радиационно-термических воздействий на точность измерения. Вытесненная из камеры 17 газовая среда по отверстиям в торце 14 поступает в сильфон

19 и перемещает на некоторую величину его торец. Торец сильфона 19 соединен скобой 21 и тягой 23 с кареткой 38. При изменении положения торца сильфона 19 каретка 38 перемещается на направляющих роликах 39 - 41 вниз и сдвигает в катушке 26 сердечник 36, связанный с кареткой 38 нитью 37.

При осевой деформации образца 4 камеры 17 и 18, образованные сильфонами 15 и 16, в одинаковой мере увеличивают свой объем вследствие удлинени . упомянутых сильфонов 15 и 16 на одинаковую величину, равную осевой деформации образца 4, Вытесненный иэ сильфонов 19 и 20 газ в результате увеличения объема перемещается в полости !7 и 18, и торцы сильфонов 19 и 20 смещаются на одинаковую высоту вверх. Торец сильфона 20 связан скобой 22 и тягой 24 с кареткой 27, на которой установлена катушка 26 датчика 25. При смещении торца сильфона 20 под действием противовеса 30, с которым каретка 27 связана гибкой нитью 32, перемещается и указанная каретка 27 вместе с катушкой 26. В этом случае на такую же величину смещается и сердечник 36, поскольку он имеет аналогичную связь с сильфоном 19. Тогда относительное перемещение катушки 26 и сердечника

26 и сердечника 36 равно нулю. Таким образом, тензометр с индуктивным датчиком 25 регистрирует только изме.— нения окружных размеров испытуемого трубчатого образца 4.

Уменьшение погрешности при измерении поперечного удлинения образца

4 обусловливается тем, что происходит автоматическая компенсация влияния изменения температуры, параметров облучения и осевой деформации на точность измерения. Контроль и подбор сильфонов по жесткости при сборке уменьшает погрешность измерений.

5 131

Формула изобретения

Установка для испытания материалов на ползучесть и длительную прочность при повышенных температурах, содержащая механизмы для нагружения трубчатого образца осевой нагрузкой и внутренним давлением, ампулу, размещенные .в ней активный и пассивный захваты, соединенные с механизмами нагружения, устройство для измерения поперечного удлинения трубчатого образца и связанный с ним индуктивный датчик, выполненный в виде сердечника и катушки, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повы0681 6 шения точности, устройство для измерения поперечного удлинения трубчатого образца выполнено в виде двух коаксиальных герметичных сильфонов с общими торцами и двумя соосными отверстиями для размещения в них образца и двух измерительных сильфонов, установленных на одном из торцов коаксиальных сильфонов, полость

10 каждого из последних сообщена с полостью соответствующего измерительного сильфона, а свободные торцы измерительных сильфонов связаны соответственно с сердечником и катушкой

15 индуктивного датчика, 13) 0681 дида фигЗ

Составитель Б.Грабов

Редактор Л.Овсянникова Техред А.Кравчук Корректор А,Тяско

Тираж 777 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ )882f38

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4