Анализ эволюции дефектной структуры поликристаллических материалов на различных стадиях нагружения методом акустической эмиссии (Постановка задачи, материал и методика исследований), страница 4

Растяжение

При исследовании образцов в условиях статического растяжения использовались два вида испытательных машин:

-  универсальная испытательная машина INSTRON-5582;

-  установка АЛА-ТОО типа ИМАШ 20-75 и ИМАШ 20-78.

Универсальная испытательная машина INSTRON-5582 позволяет проводить испытания образцов на растяжение/сжатие в широком диапазоне скоростей нагружения от 0,005 до 500 мм/мин с максимальной нагрузкой 100 кН. Высокая точность измерения нагрузки 0,5 % и удлинения 0,5 %, бесшумность перемещения активных захватов, в связи с использованием электромеханической системы нагружения, позволили использовать данную машину в качестве оборудования для исследований материалов при растяжении.

Установки АЛА-ТОО типа ИМАШ 20-75 и ИМАШ 20-78 с максимальной нагрузкой 5кН. Привод нагружающего устройства установки имеет 104 различных скорости перемещения активных захватов с диапазоном регулирования 135000 раз. Величина скорости перемещения активных захватов может изменяться от 2·10^-4 до 26 мм/мин. Установка АЛА-ТОО предназначена для прямого наблюдения, фотографирования и киносъемки микроструктуры различных материалов при деформации растяжением. Оборудование на базе установки ИМАШ 20-78 активно эксплуатируется совместно с оптико-телевизионным комплексом «TOMSC», разработанным в Институте физики прочности и материаловедения СО РАН (ИФПМ СО РАН г. Томск). Оптико-телевизионный комплекс используется для исследования пластической деформации материалов на мезо- и макромасштабных уровнях. В основе метода лежит разработанная в ИФПМ методика определения локальной и средней интегральной интенсивности деформации сдвига, рассчитанная по результатам анализа векторов смещений полученных цифровых изображений поверхности деформируемого материала [227-229].

Циклические испытания

Для циклических испытаний образцов изгибом на кафедре МТНМ КнАГТУ была спроектирована и изготовлена экспериментальная испытательная установка с пониженным уровнем механических и акустических шумов. Установка позволяет производить испытание плоских образцов на изгиб с защемленным концом. Кинематическая схема установки представлена на рис. 2.3.1.

Установка состоит из массивной сварной станины, на которой одним концом жестко закреплен образец, приведенный на рис. 2.2.2. Свободный конец В (рис. 2.2.3, 2.3.1) образца подвергается знакопеременному изгибу. Нагружение образца 1 производится поршнем-толкателем, приводимым в движение кривошипно-шатунным механизмом 3 посредством вращения, передаваемого от двигателя постоянного тока 4. Система создания изгибных колебаний в составе кривошипно-шатунного механизма расположена непосредственно на валу двигателя. Существует возможность регулирования амплитуды колебаний за счет изменения положения ролика кривошипа. Максимальная амплитуда колебаний y_max свободного конца образца составляет 20 мм. Напряжения, создаваемые в поверхностном слое образца рассчитываются по формулам 2.2.1 и 2.2.2. Применение двигателя постоянного тока позволяет изменять частоту циклических колебаний от 5 до 40 Гц. Снижение уровня акустических и механических шумов в установке (рис. 2.3.2) достигнуто уменьшением трения в контактирующих элементах,

введением буферных демпфирующих элементов из звукопоглощающих материалов типа резины. Образец также закреплен на установке через звукоизолирующие прокладки, что препятствует прохождению акустических шумов, возникающих от трения образца о подвижный захват.