Испытания материалов

Испытание в замкнутой магнитной цепи. Испытания магнитных материалов стремятся проводить при равномерном намагничивании материала, когда индукция в различных сечениях образца одинакова. Магнитная цепь при испытаниях может быть замкнутой или разомкнутой. Выбор того или иного метода намагничивания обусловлен рядом факторов — удобством определения заданной характеристики, заданной точностью, имеющейся в наличии аппаратурой и т. д.

Индукционно-импульсный метод. Схема установки для испытания магнитных материалов индукционно-им-пульсным методом приведена на 7.16. Цепь питания состоит из набора реостатов /?х с амперметром Аъ набора реостатов Rz с амперметром Л2, ключа S5, с помощью которого цепь реостатов Rz и амперметра А2 может быть замкнута накоротко, переключателя Blt служащего для изменения направления тока. При помощи переключателя В2 цепь питания подключается к намагничивающей катушке НК (положение /) или к первичной обмотке образцовой катушки взаимной индуктивности М (положение 2), которая используется в качестве взаимоиндуктивной меры магнитного потока при градуировке баллистического гальванометра. Намагничивающая катушка НК предназначена для намагничивания испытуемого магнитного материала.

Способ амперметра и вольтметра. Это простейший способ испытания магнитных материалов в переменных полях. Схема приведена на 7.20. С помощью этой схемы можно определить динамическую кривую намагничивания — зависимость амплитуды магнитной индукции от амплитуды напряженности поля: Вт = f (Hm).

Осциллографический способ. Осциллографический способ испытания магнитных материалов нагляден и прост. Он дает возможность визуально наблюдать и фотографировать динамические кривые в весьма широком диапазоне частот. Кроме того, он позволяет наблюдать характер влияния различных факторов (например, под-магничивания постоянным полем) и изменений режима намагничивания на форму и размеры динамической петли. .Недостатком этого способа является низкая точность — погрешность измерения достигает 10%.

Интервал доверительный 45 Интерфейс 353, 355 Исключение систематических погрешностей 41 Испытания магнитных материалов 283

Испытание в замкнутой магнитной цепи. Испытания магнитных материалов стремятся проводить при равномерном намагничивании материала, когда индукция в различных сечениях образца одинакова. Магнитная цепь при испытаниях может быть замкнутой или разомкнутой. Выбор того или иного метода намагничивания обусловлен рядом факторов — удобством определения заданной характеристики, заданной точностью, имеющейся в наличии аппаратурой и т. д.

Принципиальная схема установки для испытания магнитных материалов индукционно-баллистическим способом приведена на 206.

Осциллографический способ. Осциллографический способ испытания магнитных материалов нагляден и прост. Он дает возможность визуально наблюдать и фотографировать динамические кривые в весьма ншроком диапазоне частот. Кроме того, он позволяет наблюдать характер влияния различных факторов (например, подмагничивания постоянным полем) и изменений режима намагничивания на форму и размеры динамической петли.

Мостовые схемы. Применение мостовых схем для определения характеристик магнитных материалов основано на измерении с помощью моста переменного тока индуктивности Ьх и сопротивления переменному току гх катушки, сердечником которой является испытуемый магнитный материал. Для испытания магнитных материалов можно применять любой мост, пригодный для измерения индуктивности и сопротивления. Однако в зависимости от требуемых условий

Завод «Точэлектроприбор» выпускает мостовую установку типа У520 для-испытания магнитных материалов на переменном токе частотой 500, 1000, 2400 и 4800 Гц.

Параметрический метод испытания магнитных материалов заключается в определении индуктивности и сопротивления катушки с испытуемым магнитопроводом путем уравновешивания мостовой цепи. В основном этот метод предназначен для определения характеристик в области слабых магнитных полей. Преимуществами его являются: высокая точность измерения, широкий частотный диапазон испытания. К недостаткам относятся: зависимость результатов измерения от имеющих место индуктивных и емкостных связей между элементами плеч моста; увеличение погрешности на низких частотах испытания; сложность и длительность процесса испытания.

Коэффициент вариации, Электроизоляционные материалы отличаются той или иной степенью неоднородности строения. Это проявляется, в частности, при определении электрической прочности. Если испытания материалов проводятся при одних и тех же электродах и неизменном расстоянии между ними, то степень однородности может быть охарактеризована при большом числе пробоев п отношением среднего квадратического отклонения а к среднему значению пробивного напряжения U ~ Ucr. Это отношение называют коэффициентом вариации и измеряют в процентах:

Копры для испытания материалов (ГОСТ 10708—76) могут иметь запас потенциальной энергии от 4,9 до 2451,6 Дж; сменные копры выполняются с запасом энергии от 2,45 до 980,6 Дж. Допускаемое отклонение запаса потенциальной энергии не должно превышать ±5%. Скорость движения маятника в момент удара 3—5 м/с. При определенном исходном положении маятника значение G (Лх—А2) может быть найдено по отмеченному на шкале углу взлета маятника после излома образца с помощью таблиц, прилагаемых к прибору. Для испытания материалов с очень большим значением удельной ударной вязкости берутся образцы с надрезом в месте удара, уменьшающим сечение образца.

Под атмосферостойкостью понимают способность электроизоляционного материала противостоять воздействию атмосферных факторов: повышенной влажности, озона, 'солнечной радиации, атмосферных осадков и т. п. Испытания материалов в условиях повышенной влажности рассмотрены ранее (см. § 7-3).

Копры для испытания материалов

Для научных и технических целей (например, в ядерной физике, радиобиологии, рентгенотерапии, для испытания материалов, дефектоскопии и пр.) необходимы устройства, позволяющие получать напряжения в несколько миллионов вольт. Такими устройствами являются технически совершенные электростатические генераторы высокого постоянного напряже^

поля для разомкнутой магнитной цепи. Однако для возможности использования результатов испытания материалов магнитов для любых разомнутых конструкций кривые магнитнотвердых веществ снимают в замкнутой цепи (для материала). Значение / для данной частной конструкции затем определяют по кривой J (Я,-) в точке пересечения с ней прямой сдвига, проведенной под углом р к оси ординат.

Для испытания материалов и для различного рода исследований необходимы напряжения порядка 500—2000 кв при обычной промышленной частоте. Основным оборудованием для получения таких напряжений являются испытательные трансформаторы. * Первоначальные конструкции испытательных трансформаторов, мало чем отличавшиеся от конструкций обычных силовых трансформаторов, оказались неудовлетворительными. Поэтому были разработаны специальные конструкции испытательных трансформаторов, основывающиеся на следующих принципах:

Между вторым и третьим изданиями учебника прошло четыре года. За это время наша промышленность стала использовать в массовом производстве новые материалы, например фторорганические соединения, обладающие нагревостойкостью до 300 °С, новые виды электротехнической керамики с повышенной механической прочностью и хорошими электрическими свойствами, полупроводниковые изделия (германиевые диоды и триоды), тонкие листовые текстурированные стали, магнитную керамику и специальные сплавы. Авторы стремились в третьем издании учебника отразить все достижения науки в области электротехнических материалов. Но при этом, руководствуясь тем, что в учебниках должны излагаться основы соответствующей отрасли науки и передовой опыт социалистического строительства, из учебника был изъят устаревший материал и введены уточнения и дополнения на основе опыта учебной работы советских и зарубежных вузов. Кроме того, из третьего издания были исключены методики испытания материалов, рассматриваемые в специальных руководствах.

По мере расширения производства скоростных самолетов и силовых установок для них все более ощутимой становилась потребность в новых авиационных материалах. Необходимые, последовательно расширявшиеся ма-териаловедческие исследования, испытания материалов и выбор рациональной технологии их получения и обработки, проводившиеся вначале отделом испытаний авиационных материалов и конструкций ЦАГИ, с 1932 г. сосредоточились во Всесоюзном научно-исследовательском институте авиационных материалов (ВИАМ), созданном на базе отделов ЦАГИ.

Интенсивное развитие атомной энергетики сделало весьма актуальной проблему радиационной стойкости реакторных материалов. Многочисленные исследования, проведенные в этой области, дают возможность оценить роль основных факторов, ответственных за радиационное повреждение топливных и конструкционных материалов в условиях реакторного облучения. Результаты подобных исследований имеют важное прикладное значение, поскольку позволяют прогнозировать поведение материалов при разработке новых, с экономической точки зрения более выгодных, типов реакторов. Вопросы прогнозирования поведения материалов стоят особо остро при разработке и освоении реакторов на быстрых нейтронах из-за ограниченной базы для испытания материалов таких реакторов и громадного экономического ущерба, связанного с недостаточной радиационной стойкостью материалов в рабочих условиях. Это обстоятельство в свою очередь стимулирует дальнейшее развитие исследований в области физики радиационных повреждений, направленных на детальное изучение основных физических процессов, которые вызваны действием интенсивного облучения на материалы.

Испытания материалов пар трения гидродинамических подшипников— важнейший этап создания ГЦН. Как уже отмечалось, можно выделить две группы гидродинамических подшипников: подшипники, смазываемые минеральными маслами, и подшипники, смазываемые водой. Для пар трения первой группы подшипников применяются хорошо исследованные материалы, используемые в общем машиностроении. Проводить какие-либо дополнительные испытания материалов трущихся пар таких подшипников, как правило, нет необходимости. Подшипники второй группы применяются, в первую очередь, в герметичных бессаль-никовых ГЦН. Из-за сложного комплекса требований и тяжелых условий работы подшипниковых узлов в герметичных ГЦН необходимы предварительные экспериментальные исследования специально создаваемых или подбираемых из имеющихся материалов пар трения. Методика этих экспериментальных исследований изложена в [5]. Она предусматривает: