Организация экспериментальных исследований при высокой температуре испытаний в течение дней и недель
Автор: Валентин Викторович Терауд
Организация: НИИ механики МГУ им. М.В.Ломоносова
Любая теория требует верификации. Экспериментальные исследования помогают не только проверить имеющиеся теоретические предсказания, но и найти новые явления. Все материалы изменяют свои характеристики под действием температуры. Одним из изменений механических характеристик при повышении температуры является появление существенной ползучести материала. В этих условиях нагруженный материал увеличивает деформацию с течением времени. Основоположником изучения данного направления можно считать [1].
При высокой температуре испытаний возникают сложности: во-первых, со стабилизацией температуры во всем объеме печи в течение продолжительного времени, во-вторых, измерение параметров нагретого образца. В-третьих, с обеспечением пожарной безопасности, а так же и др. сложности.
Первая задача обычно решается блоком управления печи. Частой встречающейся особенностью промышленных печей является расположение термопар вблизи нагревательных ТЭН-ов. Это приводит к невозможности поддержания точной температуры на образце. Рассматривая температуру образца в длительном промежутке времени можно обнаружить влияние сквозняков в комнате, долго открытых дверей, изменение комнатной температуры и др. Более точное поддержание температуры возможно при непосредственном контакте образца с термопарой. Т.е. при установке каждого образца к нему прикрепляются термопары, соединенные с блоком управления.
Измерение параметров нагретого образца наиболее целесообразно получать бесконтактным способом [2]. Идея метода состоит в периодическом фотографировании образца через кварцевое смотровое окно. Из эксперимента получают несколько сотен фотографий, в зависимости от деформации образца и частоты съемки. После этого их необходимо обработать, получив метрические данные и построить соответствующие графики.
Для обеспечения пожарной безопасности и возможности контроля над ходом протекания эксперимента в течение нескольких недель удобно, во-первых, иметь видеодоступ, основанный, например, на web-камерах, а во-вторых, удаленного управления процессом нагрева и/или резервным отключением нагрева, например, на основе умных розеток TP-Link. Все электронные приборы следует включать через ИБП.
Таким образом, при длительных экспериментах следует использовать комплексный подход при организации испытаний. Наиболее существенным является возможность удаленного контроля и управления ходом протекания эксперимента.
