Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

ВЛИЯНИЕ ТЕРМОУДАРА НА РАЗВИТИЕ ТРЕЩИН И РАЗМАЛЫВАЕМОСТЬ КЛИНКЕРА

Напряжения в клинкерных минералах возникают в результате различных процессов: термоудара, полиморфных превращений, разности коэффициентов расширения различных фаз, анизотропии сжатия, градиента температур по глубине клинкерных зерен. При быстром охлаждении клинкера (термическом ударе) в материале появляется термоупругая энергия, расходуемая на образование напряжения в виде удельной энергии разрыва. Превышение концентрации напряжений сверх вокруг уже существующих микротрешин способствует их развитию и может привести к разрыву. Характер распространения трещин зависит от их размеров.

Д. Хассельман [20] показал, что область нестабильности ограничена двумя критическими значениями размеров трещин. Критическая разность температур, вызывающая распространение трещин, проходит через минимум (рис. 5.10). При повторении термического удара разрушения гранул не происходит. В мелких трещинах, образовавшихся в области нестабильности, концентрируются напряжения, превышающие удельную энергию разрыва. Трещины увеличиваются в размерах. Достигнув длины, соответствующей кривым, выполненным сплошной линией, данные трещины все еще обладают кинетической энергией. Увеличиваясь, трещины достигают размеров, соответствующих пунктирным линиям, рассчитанным в соответствии с [20]. Таким образом, лучше иметь мелкозернистые клинкеры, так как удельная энергия разрыва в данном случае будет меньше, а более мелкие микротрещины останутся в зоне нестабильности. Авторами [15] изучено влияние режима охлаждения цементного клинкера на развитие трещин. Клинкеры, минералогический состав которых приведен в табл. 5.6, охлаждали по следующим режимам:
1) медленное, со скоростью 300 °С/ч;
2) быстрое охлаждение клинкера с температурой 1450 °С проточной водой, имеющей температуру 20 °С;
3) то же, но при температуре клинкера 1250*0. Процесс трещинообразования изучен в оптическом микроскопе с использованием полированных шлифов, подвергнутых обработке в 2 %-м водном растворе буры. Зафиксировано два типа трещин: широкие радиальные микротрещины, пересекающие гранулу, иногда с разрушением, и микротрещины, образуюшиеся главным образом в зернах C3S обладающего наиболее высокой хрупкостью. Реже образуются трещины в промежуточной фазе. Чем интенсивнее термоудар, тем сильнее растрескивание под действием возникающих микротрещин, однако образование микротрещин при этом менее существенно. Наименьшую стойкость против термоудара обнаруживают гранулы клинкера с большим содержанием С3А — они разрываются на несколько частей, в то время как гранулы клинкера, содержащего большое количество QAF, более стойки к термоудару ввиду более низкой хрупкости этой фазы.

Клинкер, подвергнутый резкому охлаждению водой от температуры 1250 °С, почти не имеегг микротрещин, гранулы остаются целыми. Однако такой режим охлаждения способствует заметному увеличению микротрешин.

При медленном охлаждении микротрешины отсутствуют, а количество образующихся значительно меньше.

Способность клинкера к образованию трешин при термоударе зависит от разницы между коэффициентами расширения клинкерных минералов и промежуточной фазы.

При быстром охлаждении клинкера от температуры 1450 °С промежуточная фаза затвердевает преимущественно в виде стекла. Коэффициент объемного расширения стекла и C3S отличаются незначительно, поэтому при напряжениях, возникающих в клинкере, образуется меньшее количество трещин. Часть упругой энергии, которая зависит от модуля Юнга Е, уменьшающегося с повышением температуры, рассеивается в пластично-вязком расплаве вплоть до его затвердевания. Хрупкая стекловидная фаза при повышенной упругой энергии вызывает быстрое нестабильное распространение трешии вплоть до разрушения гранул. Теоретическое количество энергии, необходимое для разрушения гранул, составляет около 1 Дж. Избыточная энергия рассеивается в виде кинетической и акустической; ее теоретическое значение — 3—4 Дж.

При быстром охлаждении клинкера, предварительно остывшего до 1250 °С, когда промежуточная фаза уже частично закристаллизовалась, в C3S возникают максимальные напряжения. Свободной термоупругой энергии недостаточно для полного разрушения гранул. Теоретически необходимая энергия, расходуемая на растрескивание C3S, того же порядка, что и свободная термоупругая энергия. Образующиеся в хрупких кристаллах C3S трещины поглощают основное количество энергии. Возможности растрескивания промежуточной фазы и разрушения зерен клинкера также ограничены. Таким образом, образование мнкротрещин и C3S предотвращает дальнейшее их распространение по всему объему гранулы.

Изучена размалываемость клинкеров разного состава, полученных по различным режимам охлаждения (рис. 5.11). Во всех случаях клинкера, охлажденные от 1250 °С, размалываются лучше. Эго относится в первую очередь к клинкерам с большим содержанием С3А, как к более хрупким и чувствительным к термоудару, чем C4AF. Различие в размалываемости клинкеров, быстро и медленно охлажденных от 1450 °С, незначительно.

Авторы приходят к выводу о том, что для каждого клинкера существует присущая только ему оптимальная температура, близкая к температуре затвердевания, ниже которой необходимо дальнейшее быстрое охлаждение, сопровождающееся образованием максимального количества микротрещин в C3S. Этот минерал концентрирует значительную часть напряжений, препятствуя разрыву гранул. Размалываемость клинкера улучшается. Термоудары при более высоких температурах не приводят к существенному улучшению размалываемости.

Испытание на воздействие изменения температуры и термоудар

В зависимости от условий эксплуатации, конструктивных особенностей ЭУ испытание осуществляют по методу либо двух камер (для ЭУ, которые в условиях эксплуатации подвергаются быстрому изменению температуры среды), либо одной камеры (при медленном изменении температуры среды). Для испытания устанавливают три цикла, если иное их число специально не оговорено в ТУ. Каждый цикл состоит из двух этапов – испытаний при пониженной и повышенной температуре среды.

Читать еще:  Что такое задросселированный двигатель

При испытании по методу двух камер ЭУ в выключенном состоянии помещают в камеру холода, а затем в камеру тепла, температуру в которых заранее доводят до предельных значений. Для исключения выпадения росы на поверхности изделий допускается помещать их в полиэтиленовые мешки, это должно быть специально оговорено в ПИ и ТУ. Время переноса из камеры холода в камеру тепла и обратно должно быть минимальным (не более 5 мин). время достижения заданного температурного режима в камере после загрузки изделий также не должно превышать этого значения.

При испытании ЭУ по методу одной камеры изделия в выключенном состоянии помещают в камеру тепла и холода. Температуру в камере сначала понижают, а затем повышают до предельного значения. Скорость изменения температуры при охлаждении рекомендуется устанавливать не менее 1°С/мин, а при нагреве – не менее 2°С/мин.

Для обоих методов испытаний ЭУ выдерживают при заданных температурах в течение времени, необходимого для достижения изделиями теплового равновесия по всему объемуобъёму. Предельные значения температур выбирают в зависимости от степени жесткостижёсткости испытания. Во время испытания электрическую нагрузку на ЭУ не подают, а их электрические параметры измеряют до и после всех циклов испытания, предварительно выдержав ЭУ в нормальных климатических условиях.

Термоциклирование – один из самых жестких видов климатических испытаний — позволяет выявить скрытые конструктивные дефекты и нарушения технологии.

Испытание на термоудар – устойчивость ЭУ к воздействию резких перепадов температур проводят иногда совместно с испытанием на воздействие изменения температуры среды. Это испытание является самым жестким и применяется для установления предельных прочностных свойств ЭУ; по его результатам можно получить данные о наиболее слабых частях конструкции ЭУ. Используют метод двух жидкостных ванн. При этом подвергают ЭУ воздействию обычно 10 циклов, если иное число не указано в ТУ и ПИ. Испытание в течение одного цикла проводят в двух ваннах: в одной вода имеет пониженную температуру, в другой – повышенную. Значения температур соответствуют испытательным режимам.

Сначала изделия погружают в ванну с холодной водой, температура которой 0° С. В процессе выдержки изделии в ванне температура не должна увеличиваться более чем на 2° С. Затем изделия переносят в ванну с кипящей водой или водой, имеющей повышенную температуру. Эта температура не должна падать в процессе испытания ниже 95 °С или более чем на 2°С от значения, установленного в стандартах и ТУ на ЭУ. В случае необходимости проведения испытания при других крайних значениях температур применяют другие жидкости, характеристики которых указываются вТЗ, стандартах и ТУ на конкретные изделия. Время t1 выдержки в каждой ванне и время t2. переноса из одной ванны в другую выбирают согласно стандартам, обычно исходя из следующих значений:

Дата добавления: 2017-02-20 ; просмотров: 2056 ;

Патенты с меткой «термоудар»

Устройство для испытания малоинерционных датчиков давления на термоудар сжиженным газом

Номер патента: 179045

. суженной части которой выполнены каналы, сообщающие этуполость с полостью сосуда для испытуемыхдатчиков.На чертеже изображена схема устройства,Устройство содержит заливаемый сжиженгням газом сосуд 1 с выполненными в его боковых стенках гнездами для установки испытуемых датчиков 2 и термопары 3. Чтобыуменьшить интенсивность кипения газа у днасосуда, последнее сделано двойным и из полости откачан воздух. Для создания потока сжиженного газа в сосуде имеется лопастная крыльчатка 4, вращаем ая электродвигателем 5. Устройство работает следующим образом. Для создания термоудара включают двигатель и на вращающуюся крыльчатку выливают интенсивной струей сжиженный газ, например гелий, который захватывается лопастями и омывает датчики.

Установка для испытания материалов на термоудар

Номер патента: 457007

. повысить термонапряжения,создаваемые в образце.На чертеже изображена предлагаемая установка, общий вид,5 Установка содержит плазменную горелку 1,рычаг 2, установленный на его конце узел 3крепления образца 4, охлаждающее устройство 5, два электромагнитных устройства 6 и 7с узлом 8 управления и регистрирующую ап 10 паратуру (на чертеже не показана).Установка работает следующим образом.Зажигается плазменная горелка 1. В охлаждающее устройство 5 подается вода. По сигналу с узла 8 управления включается электро 15 магнитное устройство 7, которое вводит узел3 крепления и образец 4 в зону нагрева плазменной горелки 1, Температурный перепад, образующийся между центром и кромкой образца, вызывает термонапряжения, приводящие20 к разрушению.

Устройство для испытания изделий на термоудар

Номер патента: 700820

. испытаниобусловленное плохой термоизоляцикамер тепла и холода. Цель изобретения — повышение качестна испытаний.Указанная цель достигается тем, что система герметизации выполнена в виде термоизоляционных пробок, закрепленных на противоположных торцах контейнера, толщина которых равна толщине термоизолирующей стенки.На чертеже изображено предлагаемое устройство для испытания изделий на термоудар, продольный разрез.Устройство содержит камеру 1 тепла и камеру 2 холода, термоизолирую щую стенку 3 с отверстием 4, контейнер 5 для размещения изделий, систему герметизации в виде термоизолирую щих пробок б и 7, направляющие валики 8 и механизм перемещения (на чертеже не показан) контейнера 5,Устройство работает следующим обазом.Испытуемые.

Читать еще:  Ауди двигатель авс схема

Установка для циклических испытаний на термоудар

Номер патента: 723429

. 1. В рабочих к лах размещены устройства 5 и 6, соотв ственно дпя охлаждения и нагрева возду , ха, а также аккумулирующие емкости 7, 8, соответственно холода и тепла, Акку мулирующие емкости 7, 8 выголнены в виде цилиндров, заполненных теплоемко насадкой, В качестве насадки могут бы использованы гофрированная лента, набранная в пакеты, проволочные сетки, ша О рь Насадка должна обеспечивать проход воздуха вдоль оси цилиндра.Вентиляторы 9, 10, размещеннье в рабочихканалах, обеспечивают подачу воз духа поочередно либо в рабочую камеру 5 1, либо через заслонки 11, 12 в циркуляционные каналы 13, 14, каждый из которых сообщается с одним из рабочих каналов.Заслонки 15-18 обеспечивают поочеред ное сообщение рабочей камеры с одним из рабочих.

Способ циклических испытаний на термоудар

Номер патента: 735963

. при этом открьтвазот затвор 17, а все остальные затворы оставляют закрытыми, После выхода источника 5 холодного -воздуха на эадЪнный уровень температуры (Ф, ) к нему подключают камеру 1, открывая пару 9 затворов, при этом заФормула изобретения10 3 73596твор 17 закрывают, По истечении времена Т — а ( П -коаккестео камер)к источнику 5 холодного воздуха подключают камеру 2, открывая пару 10 затворов; камеру 1 переключают в режимподдержаиия заданной температуры( ),ограничив до необходимого уровня потокхолодного воздуха через нее за счетдросселирования в паре 9 затворовТсм. фиг.2).По истечении времени 2 Г к источнику 5 холодного воздуха подключаюткамеру 3, открывая пару 11 затворов;камеру 2 переводят в реаим поддержаниятемпературыЧЬ, а.

Устройство для испытания изделий на термоудар

Номер патента: 868465

. 3. В стенке 5 или 6 одной иэкамер 1 или 2, а также в пробке 11или 12, размещенной со стороны этойкамеры (на чертеже камера 2 и пробка 12) выполнены сквозные отверстия913 и 14. В отверстие 13 пробки 12 ив отверстие 14 в стенке 8 камерывставлена труба 15, соединенная ссердечником 16 электродинамическоговиброударного механизма 17, которыйустановлен на платформе 18, связанной с приводом 19 возвратно-поступательного перемещения через винтовойвал 20, взаимодействующий через конические шестерни 21 и 22 с электродвигателем 23. Внутри трубы 15 Размещен шток 24, один конец которого связан с катушкой 25 виброударного механизма, а другой конец с захватом26 для крепления испытуемых изделий 10.Устройство работает следующим.

Устройство для испытания полых изделий на термоудар

Номер патента: 1065733

. регистрирующую аппаратуру, снабжено установленной на трубопроводе дляотвода среды герметичной емкостью,размещенным в ней холодильником ивакуумным насосом, сообщенным с емкостьюНа чертеже изображена схема устройства,Устройство содержит магистраль 1для горячей среды, на которой установлены нагреватель 2, циркуляционный насос 3 и регулирующая аппаратура, выполненная в виде вентилей4-6. Через вентиль 4 магистраль 1для горячей среды соединена с тру.бопроводом 7 для подвода среды вполость испытуемого изделия 8,а через вентиль 5 — с трубопроводом9 для отвода среды из полости иэделия 8. На магистрали 10 дляхолодной среды установлены хо»лодильник 11, циркуляционный насос12 и вентили 13-15. Через вентиль13 магистраль 10 соединена с трубо.

Установка для испытания образцов на термоудар

Номер патента: 1441261

. свинец, так как при этом обеспечивается полное погружение образцав хладагенте. Применение в качествеохлаждающей среды расплавов солейили жидких металлов позволяет .уменьшить интенсивность теплоотдачи в процессе охлаждения до уровней, близкихк реальным условиям эксплуатации изделий из хрупких керамических материалов, что повьппает ценность и достоверность полученных результатов,кроме того, у указанных хладагентоввысокая температура кипения, что исключает возможность появления паровой рубашки. Это позволяет сравнивать результаты испытаний материаловс различными величинами критическогоперепада температур, так как несмотря на различные температуры охлаждаемых образцов, условия теплообменапо их поверхности практически неизменяются.

Установка для испытания изделий на термоудар

Номер патента: 1465745

. во-.,круг параллельных друг другу полыхосей 14, сообщенных с системой 15подачи хладагента,Установка содержит также размещенную в камере 1 криопанель 16, а камера сообщена с системой откачки ввиде вентилей 17 и вакуумных насосов18. Полые оси пластин 10 выполнены35в виде шарниров 19, в которых имеют ся каналы 20, герметично соединенныемежду собой трубчатыми скобами 21,связанных с системой 15 подачи хлад агента, а спиральная трубка 9 рефлектора 8 сообщена с системой 22 подачигаза через натекатель 23 .Установка работает следующим образом.45Изделие 3 закрепляют на технологи»ческом столе 5, закрывают крышку 2 иоткачивают камеру 1. Включают нагреватель 4, продолжая откачку термока»меры. Нри этом термостойкие пластины10 опущеныЗатем.

Устройство для испытания полых изделий на термоудар

Номер патента: 1490600

. 4 и 6 для подвода и 40 отвода среды, закрывают трехходовые разделительные клапаны 18 — 21, исключив г.одачу горячей и холодной в полость испытуемого изделия 5. При этом трехходовые клапаны 18 — 21 со общают магистрали 1 и 7 для горячей и холодной сред с трубопроводами 22 и 23, обеспечивая возможность циркуляции сред при включенных насосах 3 и 9 в направлении стрелки, обозначенной штриховой линией. Включают циркуляционные насосы 3 и 9, нагреватель 2 и холодильники 8 и 12, В процессе «горячего термоудара» осуществляется подача в холодное изделие 5 горячей среды с заданной температурой.После достижения средами, циркулирующими в магистралях 1 и 7, эаданных температур открывают клапаны 20 и 21 на подачу и отвод холодной среды от.

Читать еще:  Двигатель 4ча технические характеристики

Установка для циклических испытаний на термоудар

Номер патента: 1562765

. от температуры камеры, Лопастные вентиляторы спомощью Фиксаторов перекрывают лопастью вход циркуляционного каналапри достижении температуры аккумулирующей емкости и камеры одинаковойтемпературы, чтобы мощность нагревателя или охладителя затрачиваласьтолько на изменение температуры камеры без учета аккумулируюйих емкостей.2 ил. дая подпружиненный ролик 20, который нажимает на косую шайбу 19, поворачивающуюся. в положение минимальной деформации пружины, При этом лопастиЮвентилятора 15 перпендикулярны стенкам циркуляционного канала 11. Происходит конвективный нагрев изделий до заданной температуры. В то же время заряжается аккумулирующая емкостьохладителя 5. После этого заслонки9 и 10 поворачиваются и соединяют камеру 2 с рабочим.

Что такое термоудар двигателя

СВЕТОДИОДЫ, СВЕТОДИОДНЫЕ КЛАСТЕРЫ И СБОРКИ

из-за недостатка припоя, что можно видеть

на рис. 9. Такое уменьшение приводит к зна-

чительному образованию пустот в припое

под корпусом светодиода из-за недостатка

Испытания на термоудар

Наиболее ускоренным испытанием на уста-

лостную прочность является термоудар, являю-

щийся разновидностью термоциклирования

с высокой скоростью изменения температуры

[10]. Это осуществлялось путем поочередного

перемещения испытуемого изделия между

двумя «камерами»: одна из них с высокой

температурой, например +125 °C, а дру-

гая — с низкой, например –40 °C, в течение

определенного промежутка времени. При

испытаниях на термоудар паяное соединение

испытывает воздействие разницы температур

в 165 °C между крайними их значениями.

Во время быстрых изменений температуры

между разными частями собранной платы

проходят процессы расширения с большой

разницей коэффициентов. Это напряжение

вызвано не только различными величинами

коэффициентов расширения, но и, что более

важно, отличающимися друг от друга вели-

чинами температуры разных частей. Большие

величины относительного расширения вы-

зывают крупные пластические деформации

в спаях, которые намного превышают те, что

происходят при реальной эксплуатации, когда

температуры меняются достаточно медленно.

Поэтому ударное испытание приводит к зна-

чительному ускорению развития механизмов

отказа, тем самым провоцируя потенциальные

отказы за короткий период [10].

Режим испытания на термоудар

Испытания на термоудар 120 корпусов

светодиодов XLamp (по 30 экземпляров четы-

рех разновидностей светодиодов) основаны

на методе 107G по стандарту MIL-STD-202G.

При таком испытании каждое паяное соеди-

нение подвергается 2000 циклам термоударов

от –40 до +125 °C вместо 200 циклов. Скорость

изменения температуры при испытаниях на тер-

моудар составляла 1,1 °C/с. В таблице 4 приводится

режим испытания на термоудар.

После каждых 100 циклов испытания на тер-

моудар производилось измерение нескольких

параметров отдельных светодиодов на каждой

плате — оптических (световой поток, коорди-

наты цветности, изменение цвета) и электри-

ческих (прямое напряжение, ток, ток утечки).

Поскольку в качестве критерия отказа после

испытаний на термоудар было указано «от-

сутствие светового излучения», фиксировалось

время цикла, на котором прибор переставал

светить. В таблице 5 показаны результаты.

Обычно прохождение 200 циклов испытания

на термоудар считается приемлемой мерой

долгосрочной надежности паяного соедине-

ния для светодиодов. Однако не существует

особого метода прямой корреляции между

прохождением 200 циклов испытаний на тер-

моудар и прогнозированием срока службы

паяного соединения при нормальных условиях

эксплуатации. Соответственно, смысл испы-

тания на термоудар состоит в возможности

непосредственного сравнения количества

циклов до отказа для различных размеров

корпусов и материалов. Для этих испытаний

все светодиоды были подвергнуты 2000 циклов

(в 10 раз больше нормы) типичных испытаний

Мы наблюдали отсутствие отказов свето-

диодов XB-D в течение до 2000 циклов, два

отказа для XP-G, четыре отказа для XM-L

HVW и десять отказов для XM-L. Результаты

испытаний на термоудар показывают, что

больший по размеру корпус светодиода с более

чем 50% пустот между ним и ПП отказывал

гораздо раньше, чем светодиодные корпуса

с менее чем 30% пустот в припое.

Анализ данных по отказам

при испытаниях на термоудар

с применением распределения

Есть несколько моделей прогнозирования

усталостной прочности паяных соединений.

Эти модели основаны на одном или на несколь-

Испытания XP-G на термоудар от –40 до +125 °C, до 2000 циклов

Т а б л и ц а 4 .

Режим испытания на термоудар

Испытание Используемые стандарты Условия испытания и критерии отказа

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector