Паяный образец для испытания на циклическую нагрузку

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПАЯНЫЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ НАГРУЗКУ(71) Заявитель Латун Татьяна Сергеевна(72) Автор Латун Татьяна Сергеевна(73) Патентообладатель Латун Татьяна Сергеевна(57) Паяный образец для испытания на циклическую нагрузку, содержащий две круглые пластины с крепежными отверстиями, расположенными равномерно по окружности,вставку из паяемого материала, соосный со вставкой диск, часть которого размещена в отверстии одной из пластин, при этом торец диска соединен со вставкой испытываемым паяным швом, а диаметр вставки больше диаметра диска, отличающийся тем, что вставка соединена с одной из пластин паяным швом, изготовлена из материала с коэффициентом линейного расширения, отличающегося от коэффициента линейного расширения пластины, соединенной с ней, и размещена снаружи соответствующей пластины. 50212009.02.28 Полезная модель относится к исследованию прочностных свойств материалов, а более конкретно к образцам для определения циклической прочности паяных соединений. Известен паяный образец для испытания на циклическую нагрузку, содержащий две круглые пластины с крепежными отверстиями, диск, размещенный между ними и соединенный с каждой из пластин паяным швом 1. Недостатками этого образца являются невысокая достоверность результатов испытаний, а также высокая стоимость при проведении испытаний паяных соединений дорогих цветных металлов и сплавов. Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является образец для испытания паяных соединений на циклическую нагрузку, содержащий две круглые пластины с крепежными отверстиями, расположенными равномерно по окружности, вставку из паяемого материала, размещенную внутри одной из пластин, диск, часть которого размещена в отверстии другой пластины. Торец диска соединен со вставкой испытываемым паяным швом, а вставка и диск установлены соосно друг другу 2. Недостатком образца, принятого за прототип, являются узкие функциональные возможности, в частности невозможность создания в испытываемом паяном шве остаточных напряжений, чтобы определить их влияние на результаты испытаний. Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей образца. Поставленная задача достигается тем, что в образце, содержащем две круглые пластины с крепежными отверстиями, расположенными равномерно по окружности, вставку из паяемого материала, соосный со вставкой диск, часть которого размещена в отверстии одной из пластин, при этом торец диска соединен со вставкой испытываемым паяным швом,а диаметр вставки больше диаметра диска, согласно полезной модели, вставка соединена с одной из пластин паяным швом, изготовлена из материала с коэффициентом линейного расширения, отличающегося от коэффициента линейного расширения пластины, соединенной с ней, и размещена снаружи соответствующей пластины. Благодаря тому, что вставка соединена с одной из пластин паяным швом, размещена снаружи соответствующей пластины и изготовлена из материала с коэффициентом линейного расширения, отличным от коэффициента линейного расширения пластины, соединенной с упомянутой вставкой, после пайки во вставке создается поле термических напряжений, которые обусловлены различием в коэффициентах линейного расширения материалов вставки и пластины. Эти напряжения, распределяясь по объему вставки, достигают испытываемого паяного шва и влияют на прочность при циклическом нагружении. В свою очередь, это позволяет определять влияние остаточных термических напряжений на работоспособность паяного шва в условиях циклического нагружения. Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показан продольный разрез заявляемого образца. Заявляемый образец для испытания паяных соединений на циклическую нагрузку содержит круглую пластину 1 и круглую пластину 2 с крепежными отверстиями 3, расположенными равномерно по окружности пластин. Кроме того, в конструкции образца имеются вставка 4 и диск 5, изготовленные из паяемого материала. Вставка 4 и диск 5 и установлены соосно друг другу. Торец диска 5 соединен со вставкой 4 испытываемым паяным швом 6. Часть диска 5 размещена в отверстии пластины 1, а вставка 4 размещена снаружи круглой пластины 2 и соединена с ней паяным швом 7. Круглая пластина 2 изготовлена из материала, коэффициент линейного расширения которой отличается от коэффициента линейного расширения вставки 4. Заявляемое устройство работает следующим образом. При проведении испытаний круглую пластину 2 с помощью крепежных отверстий 3 скрепляют с приводом вращения испытательной машины, а круглую пластину 1 аналогичным образом соединяют с нагру 2 50212009.02.28 жающим устройством. При вращении образца в каждой точке испытываемого паяного шва 6 возникают нормальные напряжения, изменяющиеся по мере поворота образца, что позволяет реализовать симметричный цикл их изменения, как касательных, так и нормальных напряжений. Диаметр паяного шва 7, соединяющего вставку с пластиной, значительно превышает диаметр испытываемого паяного шва 6, что обеспечивает достаточную прочность и гарантирует разрушение именно испытываемого паяного шва 6 в процессе испытаний на циклическую нагрузку. Из-за разницы в коэффициентах линейного расширения материалов вставки 4 и пластины 2 в этих деталях после их охлаждения, обусловленного термическим циклом пайки,возникают термические напряжения. Поле этих напряжений захватывает область испытываемого паяного шва 6, поэтому остаточные термические напряжения влияют на результаты проводимых испытаний. Уровень остаточных термических напряжений, действующих в зоне испытываемого паяного шва 6, увеличивается с уменьшением толщины вставки 4 и увеличением разницы в коэффициентах линейного расширения материалов вставки 4 и пластины 2. Поэтому, варьируя толщиной вставки 4 и подбирая материалы с различной величиной коэффициента линейного расширения для изготовления пластины 2, можно изменять уровень остаточных термических напряжений, наводимых в зоне паяного шва. Тем самым можно определять зависимость прочности при циклическом нагружении от уровня остаточных термических напряжений. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3