Пристрій для випробувань зразків на статичну тріщиностійкість при позацентровому розтяганні

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности может быть использовано при определении свойств материалов, а именно для определения статической трещиностойкости предварительно насыщенных водородом образцов при внецентральном растяжении. Известно устройство для испытания двухконсольных образцов на сопротивление хрупкому разрушению [1], которое содержит опорные элементы крепления образцов, винтовой нагружающий механизм и силоизмеритель. Недостатком такого устройства является невозможность определения начала роста трещины в случае ее локального продвижения по фронту внутри образца, т.е. при отсутствии ее продвижения по боковой поверхности образца, а также большие габаритные размеры устройства. Наиболее близким к изобретению является устройство для нагружения внецентренным растяжением образца с искусственной трещиной [2], содержащее нагружающий винтовой механизм, жестко связанный с торцем винта механизма полый захват со сквозными радиальными прорезями и взаимодействующие с захватом шти фты, с помощью которых крепится исследуемый образец, измерители деформации и нагрузки. Недостатком известного устройства является невозможность определения нагружающего усилия и момента начала роста трещины (старт трещины) в случае ее продвижения по фронту внутри образца. В основу изобретения положена задача усовершенствования устройства для испытания образцов на статическую трещиностойкость при внецентренном растяжении путем изменения конструкции одного из шти фтов, измерителя деформации, а также изменения места установки измерителя нагрузки, что обеспечивает возможность определения момента старта трещины, ее субкритического подрастания и таким образом повысить точность испытаний образцов. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для испытанияобразцов на статическую трещиностойкость при внецент-ренном растяжении, содержащем нагружающий винтовой механизм, жестко связанный с торцем винта механизма полый захват со сквозными радиальными прорезями и взаимодействующие с захватом штифты, предназначенные для размещения в отверстиях образца измерители деформации и нагрузки, согласно изобретению, один из штифтов выполнен в виде расположенных последовательно вдоль его оси резьбовой части с гайкой, рабочей части, бурта и волноводной части, измеритель деформации выполнен в виде датчика акустической эмиссии и размещен на торце волноводной части, а измеритель нагрузки размещен между гайкой нагружающего механизма и захватом и связан с ними посредством сферических опор. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано вид спереди, а на фиг. 2 - вид сбоку предлагаемого устройства. Устройство содержит полый захват 1, вн утри которого размещается второй захват 2, измеритель нагрузки 3 со сферическими опорами 4, гайку нагружающего механизма 5, образец 6, штифты 7, 8, винты крепления измерителя нагрузки 9, и гайку 10 крепления штифта 7, датчик акустической эмиссии 11. Устройство работает следующим образом. Испытуемый компактный образец предварительно насыщенный водородом, закрепляют штифтом 8 в захвате 2, после чего размещают их в полом захвате 1 и фиксируют через отверстие захвата 2 и образца 6 штифтом 7 и гайкой 10. После этого ставят на сферические опоры (шарики) 4 измеритель нагрузки 3, фиксируя его винтами 9 на захвате 2, а провода выводят через технологические отверстия полого захвата 1. Нагружающее усилие передается гайкой нагружающего механизма 5 через сферические опоры 4 и измеритель нагрузки 3 на захват 2 и шти фтом 8 на испытуемый образец 6, который жестко штифтом 7 крепится к захвату 1. На контактной площадке штифта 7 устанавливается датчик сигналов АЭ 11, который соединяется с измерительной АЭ - аппаратурой (не показана). Использование в качестве второго штифта 7 волновода сигналов АЭ позволяет с помощью сигналов АЭ фиксировать момент старта трещины в насыщенных водородом образцах и. в случае и х вн утреннего субкритического роста, по зафиксированной в данный момент времени величине нагрузки, определить параметры трещиностойкости материала, что является очень важным показателем при выборе типа материала и разработке оборудования, работающего в водородосодержащих средах в условиях длительно-статического нагружения. Апробация способа проведена на компактных образцах из стали 9ХФ, предварительно насыщаемых водородом в течение 10 часов а среде газообразного водорода давлением 0,1 МПа при температуре 293°К. В качестве измерительного прибора сигналов АЭ использовали АЭ-прибор АВН-3 с быстродействующим регистрирующим прибором типа Н-338/4. Полоса пропускания выбиралась в пределах 120-360 кГц, коэффициент усиления равен 84 дБ, а уровень дискриминации - 0,3...0,4 В. Усилие нагрузки записывали на двухкоординатном графопостроителе ЛКД-4-002, предварительно протарировав измеритель нагрузки по эталонному силоизмерителю. Экспериментальные исследования показали, что появление сигналов АЭ с амплитудами 200...300 мВ и скоростью счета 20...40 имп/мин. свидетельствует о начале роста трещины.