ТЕРМОНАГРУЖАТЕЛЬ К СТЕНДУ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ЭНЕРГООБМЕНЕ
THERMAL LOADER FOR BENCH TO TEST MATERIAL SAMPLES DURING HEAT EXCHANGE

Изобретение относится к средствам испытаний образцов материалов при сложном нагружении и может быть использовано совместно со стендами для исследования энергообмена при деформировании и разрушении твердых тел.
Известен термонагружатель к стенду для испытания образцов материалов при энергообмене (патент РФ, №1610382, кл. G01N 3/18, 1990), содержащий платформу, установленные на ней фрикционный элемент, привод вращения фрикционного элемента, опорную площадку из теплопроводного материала, установленную без возможности вращения относительно фрикционного элемента.
Недостаток термонагружателя состоит в том, что он осуществляет термическое нагружение только тех участков образца, через которые передается механическая нагрузка. Испытания при неравномерном подводе термической нагрузки к разным частям объема образца через отверстия неосуществимы.
Известен термонагружатель к стенду для испытания образцов материалов при энергообмене (патент РФ, №1603224, кл. G01N 3/10, 1990), содержащий платформу, установленные на ней фрикционный элемент, привод вращения фрикционного элемента, опорную площадку из теплопроводного материала, установленную без возможности вращения относительно фрикционного элемента.
Недостаток термонагружателя также состоит в том, что испытания при неравномерном подводе термической нагрузки к разным частям объема образца через отверстия неосуществимы.
Известен термонагружатель к стенду для испытания образцов материалов при энергообмене (патент РФ, №2367926, кл. G01N 3/18, 2008), принимаемый за прототип. Термонагружатель содержит содержащий платформу, установленные на ней фрикционный элемент, привод вращения фрикционного элемента, опорную площадку из теплопроводного материала, установленную без возможности вращения относительно фрикционного элемента.
Недостаток термонагружателя также состоит в том, что испытания при неравномерном подводе термической нагрузки к разным частям объема образца через отверстия неосуществимы. Это ограничивает объем информации при исследованиях энергообмена.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем обеспечения испытаний при неравномерном подводе термической нагрузки к разным частям объема образца через отверстия.
Технический результат достигается тем, что термонагружатель к стенду для испытания образцов материалов при энергообмене, содержащий платформу, установленные на ней фрикционный элемент, привод вращения фрикционного элемента, опорную площадку из теплопроводного материала, установленную без возможности вращения относительно фрикционного элемента, согласно изобретению фрикционный элемент выполнен в виде витой цилиндрической пружины, одним концом соединенной с приводом вращения, опорная площадка выполнена в виде трубы для размещения в отверстии образца, при этом наружный диаметр пружины превышает внутренний диаметр трубы, а в трубе выполнены прорези в соответствии с зонами прогрева.
На рис.1 представлена схема термонагружателя.
Термонагружатель к стенду для испытания образцов материалов при энергообмене содержит платформу 1, установленные на ней фрикционный элемент 2, привод вращения 3 фрикционного элемента, опорную площадку 4 из теплопроводного материала, установленную без возможности вращения относительно фрикционного элемента 2. Фрикционный элемент 2 выполнен в виде витой цилиндрической пружины, одним концом соединенной с приводом вращения 3. Опорная площадка 4 выполнена в виде трубы для размещения в отверстии образца 5. Наружный диаметр пружины 2 превышает внутренний диаметр трубы 4. В трубе выполнены прорези 6 в соответствии с зонами прогрева.
При необходимости термонагружатель снабжают съемным приспособлением 7 в виде тяги для предварительного растяжения пружины.
Термонагружатель работает следующим образом.
В отверстие образца 5 устанавливают опорную площадку 4 без возможности вращения. Устанавливают фрикционный элемент 2 в опорную площадку 4, как показано на рис.1, для чего растягивают пружину 2, при необходимости используя приспособление 7. Включают привод 3 и вращают пружину 2 вокруг своей оси. За счет фрикционного взаимодействия пружины 2 и трубы 4 происходит нагрев последней с передачей температуры на образец 5. Прорези 6 создают зоны пониженного нагрева в соответствии с задачами испытаний. Интенсивность термической нагрузки регулируют скоростью вращения пружины приводом 5, разностью диаметров пружины и трубы.
Предлагаемое устройство позволяет проводить исследования свойств материалов при энергообмене в новых условиях термомеханического нагружения - при неравномерном подводе термической нагрузки к разным частям объема образца через отверстия, что увеличивает объем информации при исследованиях.