Испытательной установки

В Арморском исследовательском реакторе облучали кремниевые микроволновые диоды типа 1N23B, 1N25, 1N263 [34]. Электрические изменения проводили на испытательной установке постоянного тока.

Шум-фактор, потери на преобразование, прямое и обратное сопротивления были получены как с помощью измеренных величин, так и с помощью градуировочных кривых, приложенных к испытательной установке. Для подключения диодов использовали стандартный 300-омный двужильный кабель с полиэтиленовой изоляцией. Кроме того, в реактор помещали разомкнутую цепь с диодами, сопротивление изоляции которой контролировали во время облучения.

Испытания проводились на электрогидравлической испытательной установке фирмы MTS с обратной связью. Установка позволяет производить испытания при растяжении — сжатии с максимальным усилием ±10 тс и выполнять программное нагружение в режиме слежения за усилиями, деформациями или перемещениями. Погрешность регулирования программируемого параметра не превышает ±(0,5 — 1)% в диапазоне частот до 5 Гц и ± 2,5% при частоте более 5 Гц. Установка с помощью генератора случайных сигналов и системы фильтров обеспечивает случайное нагружение в выбранном диапазоне частотных характеристик от 0,125 до 100 Гц.

Существенным элементом программных испытательных установок является блок задачи программы. Программирование условий испытаний в настоящее время чаще всего обеспечивается по заданной жесткой программе. В качестве задатчиков могут быть использованы простейшие электромеханические устройства, в которых сигнал задачи программы выдается потенциометром, приводимым во вращение от электродвигателя через редуктор, причем команда на реверс поступает от соответствующей системы автоматики при достижении сигналом заданной величины. Такого типа задатчик позволяет обеспечивать на программной испытательной установке режимы мягкого и жесткого нагружения с постоянством скорости изменения регулируемого параметра. Частота нагружения определяется скоростью привода и составляет максимально порядка 5 циклов/мин.

ЭЦВМ в испытательной установке обеспечивает также переработку выходной информации в форме, необходимой для ее анализа, что существенно, так как объем информации при циклических испытаниях велик, а обработка оказывается весьма трудоемкой.

Указанная система обработки информации (Data Dynamic) используется на испытательной установке фирмы Instron (модель 1116).

В исследовании [91] используется способ, повышающий точность регулирования нагружения в режиме программирования упругопластических деформаций испытываемого образца в условиях, исключающих проявление отмеченных выше недостатков известных систем. Указанная цель достигается тем, что к электрическому сигналу, получаемому от деформометра, прибавляется сигнал от силоизмерителя, пропорциональный в соответствии с законом Гука величине упругой деформации. Смешивание сигналов в следящей системе регулирования нагружения приводит к увеличению сигнала, пропорционального упругой компоненте деформаций, при сохранении сигнала, пропорционального компоненте пластической (необратимой) деформации. Тем самым при принятой величине усиления канала измерения деформаций на испытательной установке колебания нагрузки в процессе программирования упругопластических деформаций могут быть снижены пропорционально уменьшению (после смешивания сигналов) величины Е, т. е. в два раза и более. Коэффициент увеличения сигнала, пропорционального упругой компоненте деформаций, может варьироваться.

При этом предполагается, что в зонах концентрации напряжений, где, как правило, происходят малоцикловые разрушения, накапливаются в основном усталостные повреждения в результате действия знакопеременных упругопластических деформаций. Вместе с тем в эксплуатационных условиях в результате работы конструкции на нестационарных режимах, в том числе при наличии перегрузок, возможно накопление односторонних деформаций, определяющих степень квазистатического повреждения и влияющих на достижение предельных состояний по разрушению. Для обоснования методологии учета накопления конструкцией (наряду с усталостными) квазистатических повреждений по результатам тензометрических измерений требуется решение прежде всего вопросов расшифровки показаний датчиков с целью воспроизведения истории нагруженности в максимально напряженных местах конструкции и оценки малоциклового повреждения для эксплуатационного контроля по состоянию. Малоцикловое повреждение может в общем случае оцениваться по результатам измерений, выполненных обычными тензорезисторами, но с расширенным диапазоном регистрируемых деформаций (до величин порядка нескольких процентов), характерных для малоцикловой области нагружений. Исследование [20] выполнялось в Московском инженерно-строительном институте и Институте машиноведения на базе разработанных в лаборатории автоматизации экспериментальных исследований МИСИ специальных малобазных тен-зорезисторов больших циклических деформаций. Аппаратура и методика эксперимента подробно описаны в [229]. На серийной испытательной установке УМЭ-10Т с тензометрическим измерением усилий и деформаций, а также крупномасштабным диаграммным прибором осуществлялось циклическое нагружение цилиндрических гладких образцов по заданному и, в частности, нестационарному режиму. Одновременно соответствующей автоматической аппаратурой производилась регистрация истории нагружения с помощью цепочек малобазных тензорезисторов, наклеенных на испытываемый образец. Сопоставление показаний тензорезисторов с действительной историей нагружения и деформирования образца, регистрировавшихся соответствующими системами испытательной установки УМЭ-10Т, давало возможность определить метрологические характеристики датчиков и особенности их повреждения в условиях малоциклового нагружения за пределами упругости. Наиболее существенными особенностями работы тензорезисторов в условиях малоциклового нагружения оказываются изменение коэффициента тензочувствительности при высоких уровнях исходной деформации и в процессе набора циклов нагружения, уход нуля тензорезисторов и их разрушение через определенное для каждого уровня размаха деформаций число циклов.

Третья авария произошла на испытательной установке, находящейся в ведении американской армии в штате Айдахо. Два техника пытались вручную извлечь регулирующий стержень, который, очевидно, заклинился, но затем он неожиданно поддался, что открыло путь к вспышке нейтронов, которая мгновенно убила этих людей и активировала помещение. Активная зона осталась неповрежденной, и выброса радиоактивных веществ не произошло.

Описываемые ниже методика и аппаратура обеспечивают возможность регистрации диаграмм циклического деформирования с соответствующими измерениями деформаций, наблюдения за испытываемым объектом с целью анализа условий возникновения и развития трещин и за структурными изменениями материала, определяющими его сопротивление деформированию и разрушению. Для реализации методики к испытательной установке серии МИР [1] разработаны и изготовлены система двухчастотного силовозбужде-ния с низкочастотным нагружением в области малоцикловой усталости и регистрацией при этом диаграммы циклического деформирования и система нагрева образца для осуществления данных испытаний в области высоких температур. Внешний вид модернизированной установки с пультом управления ее системами представлен на рис. 1.

Для уточненной] оценки прочности и долговечности элементов резьбовых соединений необходимо располагать расчетными или экспериментальными данными по изменению усилий, номинальных напряжений, деформаций и температуры в шпильках и по кривым малоциклового разрушения натурных соединений или их моделей. Кроме того, проводят исследование основных механических и циклических свойств применяемых материалов с установлением соответствующих параметров деформирования и разрушения [8, 14]. Ниже приведены результаты экспериментальных исследований сопротивления дефордшрованию и разрушению сталей 25Х1МФ и ХН35ВТ, используемых для изготовления натурных шпилек основного разъема энергетических аппаратов [8]. Испытания проводились при мягком и жестком нагружениях на гладких цилиндрических образцах 011 мм в условиях комнатной температуры на программной испытательной установке фирмы

К недостаткам метода следует отнести сравнительную сложность электрических схем, влияние изменения частоты переменного тока на показания датчика, зависимость показаний датчика от внешнего магнитного поля, напряжения сети и температуры. Дополнительные погрешности при измерении величины износа возникают вследствие неточности изготовления образцов и контрОбразцов, а также неточности их установки в приспособлениях на машине трения и вибраций, возникающих при работе испытательной установки. Для исключения или уменьшения отрицательного влияния названных факторов разрабатываются и применяются различные специальные устройства с использованием индукционных датчиков или других устройств, выдающих сигнал, пропорциональный величине линейного износа и перемещения образца.

3) автоматическое программное управление режимами испытательной установки с помощью автономных программирующих блоков — 2 балла; 4) автоматическое программное управление режимами испытательной установки с помощью ЭВМ — 4 балла; 5) автоматическое программное управление режимами нескольких экспериментальных установок — 8 баллов.

Рис. 51. Схема испытательной установки ИП-10.

Критическая длина волокна (наименьшая длина, при которой волокно может действовать в композите), а также касательное напряжение на поверхности раздела волокна и пластической матрицы, характеризующее прочность связи волокна и матрицы, могут быть оценены по методике выдергивания одиночного волокна из материала матрицы. На рис. 68 показан образец, состоящий из диска матричного материала, в торец которого запрессовано одиночное волокно. Подрезая торец образца, можно создавать зоны сцепления волокна и матрицы различной длины h. Принципиальная схема испытательной установки показана на рис. 69.

Для промышленного применения неметаллических композиционных материалов необходимо детальное изучение прочностных свойств не только образцов, но и конструктивных элементов, причем в связи с требованием надежности такие испытания должны проводиться в массовых масштабах с соблюдением всех эксплуатационных условий. Настоящая установка является разновидностью испытательной установки, описанной выше (см. параграф 5) и предназначенной для проведения исследований с целью

Основная сложность постановки эксперимента заключается в том, что конструкция испытательной установки должна обеспечить односторонний нагрев образца при растяжении и автоматическое смещение точки приложения сил нагружения в соответствии с перемещением границы выгорающего слоя.

Наиболее распространенным методом измерения адгезионной прочности является вытягивание волокон из отливки смолы (рис. 14). На рис. 14, а приведены схема испытательной установки и ее наиболее важные части. Результаты испытания (рис. 14, б) соответствуют либо нагрузке в момент разрыва волокон (растяжение) , либо нагрузке в момент вытяжки волокон из матрицы (сдвиг). Прямые линии, проведенные через точки, соответствующие разрушающим нагрузкам при сдвиге и растяжении волокон, пересекаются в точке, определяющей так называемую критическую длину волокна, при которой в матрице достигается полностью напряженное состояние ,(рис. .14,6). Следует отметить, что эта длина очень незначительна; для данной системы она составляет величину всего лишь трех диаметров волокна. Результаты, полученные при повышенной температуре, приведены на рис. 14,0, откуда легко определить критическую длину волокна. Очевидно, она зависит как от температуры испытания, так и от свойств компонентов, входящих в состав композита. В работе [21] описан еще

Нагрев образцов пропусканием тока сопровождается появлением выраженного продольного градиента температур из-за интенсивного теплоотвода через захваты в ненагретые части испытательной установки. На рис. 1.3.5 показаны значения температур вдоль образца в моменты достижения максимальной и минимальной температуры цикла. Длительность цикла нагрева и охлаждения 5,5 мин, период нагрева от 200 до 900° С составлял 70 с.

длительного статического повреждения. Важным является тот факт, что и при термоусталостных испытаниях, когда образец зафиксирован между неподвижными плитами испытательной установки, в результате перераспределения деформаций на рабочей длине возможно накопление значительных по величине длительных статических повреждений.

Управление режимом нагружения (деформирования) производится с помощью схемы реверса привода испытательной установки. Команда поступает от концевых переключателей, устанавливаемых на двухкоординатном приборе, при достижении регулируемым параметром требуемой величины. Это осуществляется следующим образом. На пути каретки двухкоординатного прибора устанавливаются передвижные бесконтактные концевые выключатели. В качестве последних могут быть использованы, например, фотосопротивления ФСК-2. Когда шторка, расположенная на каретке прибора, закрывает какое-либо из фотосопротивлений от источника света, поляризованное реле РП-4 переполюсовы-вается. Реле включено в цепь управления реверсионного пускателя ЭП-41, меняющего направление вращения нагружающего двигателя.

деформации. Подъем коэффициентов усиления канала измерения деформаций испытательной установки ограничен, связан с усложнением и удорожанием аппаратуры, сопровождается возрастанием влияния помех и т. д.