УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ

Полезная модель относится к области исследования прочностных свойств изделий из твердых материалов путем приложения к ним механических усилий.
Известно устройство для испытания трубной заготовки при различных температурах по патенту РФ №2187794, включающее основание, разъемную полую матрицу, с размещенной в ней трубной заготовкой, внутри которой располагается рабочее тело, выполненное из термостойкого неэлектропроводного материала. В теле матрицы выполнены сквозные пазы, в одном из которых установлена видеокамера, а в другом - шток датчика для измерения величины деформации, датчик для измерения деформации и видеокамера соединены с компьютером. Нагрев заготовки осуществляется посредством подключенного к заготовке трансформатора. Давление на рабочую среду осуществляют при помощи перемещения пуансона. Данное устройство позволяет количественно оценивать величину деформации и отслеживать кинетику процесса пластической деформации по изменению структуры поверхностного слоя.
Недостатком данного устройства является невозможность обнаружения и регистрации развивающихся внутренних дефектов материала трубной заготовки во время испытания.
Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего испытывать трубную заготовку при различных температурах, количественно оценивать величину деформации, отслеживать кинетику процесса пластической деформации по изменению структуры поверхностного слоя и одновременно обнаруживать и регистрировать развивающиеся внутренние дефекты материала трубной заготовки до ее разрушения.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в расширении регистрируемых одновременно показателей деформации при испытании трубной заготовки при различных температурах, а именно, кроме количественной оценки величины деформации и отслеживания кинетики процесса пластической деформации по изменению структуры поверхностного слоя, одновременно обнаруживать и регистрировать развивающиеся внутренние дефекты материала трубной заготовки до ее разрушения путем регистрации упругих колебаний (акустических волн), возникающих при пластической деформации твердых сред.
Это достигается тем, что в устройстве для испытания трубной заготовки на прочность, включающей нажимной пуансон, рабочее тело в виде сыпучего термостойкого неэлектропроводного материала, трансформатор для нагрева трубной заготовки, разъемную матрицу из неэлектропроводного материала, в которой выполнены сквозные пазы, в одном из которых установлена видеокамера, а в другом - шток датчика для измерения величины деформации, датчик для измерения величины деформации и видеокамера соединены с компьютером, дополнительно в матрице установлен с возможностью соприкосновения с трубной заготовкой датчик акустической эмиссии, соединенный с компьютером.
Отличительными особенностями устройства для испытания трубной заготовки на прочность являются следующие признаки:
- в матрице установлен с возможность соприкосновения с трубной заготовкой датчик акустической эмиссии, соединенный с компьютером.
Снабжение устройства датчиком акустической эмиссии, установленного с возможностью соприкосновения с трубной заготовкой, позволяет регистрировать упругие колебания (акустические волны), возникающие при пластической деформации трубной заготовки, обработка которых на компьютере позволяет обнаруживать и регистрировать развивающиеся внутренние дефекты в материале трубной заготовки. Установка в матрице датчика акустической эмиссии позволяет прочно фиксировать его.
Вся совокупность признаков заявленного устройства, ограничительных и отличительных, позволяет достичь технический результат, следовательно, все они являются существенными.
Заявителем не обнаружено устройств аналогичного назначения с заявленной совокупностью существенных признаков, следовательно, заявленное устройство является новым.
Полезная модель поясняется графически, на фигуре показано устройство для испытаний трубной заготовки.
Предлагаемое устройство содержит разъемную полую матрицу 1, основание 2, в матрицу помещена трубная заготовка 3, с рабочей средой 4. В пазах 5 расположен шток 6 датчика 7 определения величины деформации и цифровая видеокамера 8, соединенные с компьютером 9. Ток к заготовке подводят посредством трансформатора 10. Давление Р на рабочую среду осуществляют при помощи перемещения пуансона 11. В матрице 1 установлен подпружиненный датчик акустической эмиссии 12, соединенный с компьютером 9. Датчик акустической эмиссии 12 плотно прилегает к поверхности трубной заготовки 3 за счет прижима его пружиной 13.
Устройство работает следующим образом. В разъемную полую матрицу 1, установленную на основании 2, помещают испытуемую трубную заготовку 3, в которую засыпают диэлектрическую рабочую среду 4 (например, окись алюминия). Трансформатором 10 трубную заготовку нагревают до заданной температуры, и воздействием нажимного пуансона 11 на рабочую среду 4 деформируют трубную заготовку с заданной скоростью до ее разрушения. Процесс деформации заготовки отслеживают с помощью расположенных в пазах 5 матрицы 1 датчика 7 со штоком 6, видеокамеры 9 и датчика акустической эмиссии 12 (например, датчик акустической эмиссии ZET 7140 AcousticEmission-CAN). Датчик 7 и видеокамера 8 позволяют фиксировать изменения в поверхностном слое заготовки, а датчик акустической эмиссии 11 дает возможность обнаружения и регистрации упругих колебаний (акустических волн), возникающих при пластической деформации трубной заготовки, возникающих и развивающихся внутренних дефектов материала в каждый момент времени при деформации заготовки до ее разрушения. Полученная с датчиков информация о деформации, обнаружении дефектов во внутренней структуре материала и разрушении образца сохраняется и затем обрабатывается на компьютере 9.
Устройство позволяет испытывать трубную заготовку при различных температурах, количественно оценивать величину деформации, отслеживать кинетику процесса пластической деформации по изменению структуры поверхностного слоя и по образованию и поведению внутренних дефектов материала трубной заготовки до ее разрушения.