Устройство для испытания на прочность кольцевых образцов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ КОЛЬЦЕВЫХ ОБРАЗЦОВ, содержащее механизм создания и распределения рабочего усилия в виде барабана центрифуги с центральным валом и крышкой , заполненного рабочей средой, отличающееся тем, что, с целью обеспечения испытания образцов в условиях сжатия, оно снабжено установленной на валу с возможностью осевого перемещения цилиндрической оправкой для образцов, в которой в«полнены радиальные каналы, а в качестве рабочей среды использована жидкость , плотность которой прааышвйт плотность материала оправки. 00 со 4i к|

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 01 и 3 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЫ ЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3540943/25-28 (22) 13. 01. 83 (46) 30.04.84. Бюл. N 16 (72) С.С,Абрамчук и В.П.Булдаков (53) 630.173.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР И 352181, кл. 5,01,8 3/08, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

В 815546, кл. G 01 М 5/00, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ КОЛЬЦЕВЫХ ОБРАЗЦОВ, содержащее механизм создания и распределе„„SU„„1089471 А ния рабочего усилия в виде барабана центрифуги с центральным валом и крышкой, заполненного рабочей средой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения испытания образцов в условиях сжатия, оно снабжено установленной на валу с возможностью осевого перемещения цилиндрической оправкой для образцов, в которой вы-. полнены радиальные каналы, а в качестве рабочей среды использована жид" кость, плотность которой превышает плотность материала оправки.

1089471

Изобретение относится к технике испытаний материалов на прочность, в частности к устройствам для испыта" ний давлением кольцевых образцов.

Известно устройство для испытания кольцевых образцов радиальным давлением, содержащее корпус, пробку для крепления образца и плунжер, передающий давление на нагружаемую поверхность образца через резиновое коль- 10 цо (1), Недостатком устройства является низкая точность определения напряженного состояния кольцевого образца изза изменения во времени физико-механи-15 ческих характеристик резины. Кроме того, устройство обеспечивает только одноосное напряженное состояние.:

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо- Zp му эффекту является устройство для испытания на прочность кольцевых образцов„ содержащее механизм создания и распределения рабочего усилия в виде барабана центрифуги с централь- 25 ным валом и крышкой, заполненного рабочей средой. Телом образца объем барабана разделяется на внутреннюю и наружную полости, В качестве рабочей среды использована свинцовая дробь. Образец подвергается растяжению в кольцевом направлении f23.

Недостаток известного устройства заключается в невозможности испытания образцов в условиях сжатия.

Цель изобретения — обеспечение испытания образцов в условиях сжатия.

Указанная цель достигается тем, что устройство для испытания на прочность кольцевых образцов, содержащее механизм создания и распределения рабочего усилия в виде барабана центрифуги с центральным валом и крышкой, заполненного рабочего средой, снабжено установленной на валу с возмож45 ностью осевого перемещения цилиндрической оправкой для образца, в которой выполнены радиальные каналы, а в качестве рабочей среды использована жидкость, плотность которой превышает плотность материала оправки., 50

На фиг. 1 показано устройство для испытания на прочность кольцевых образцов; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.

Устройство содержит механизм создания и распределения рабочего усилия в виде барабана 1 центрифуги с центральным вал< и 2 и крышкой 3, установленную на валу 2 с возможностью осекого перемещения цилиндрическую оправку 4 для испытуемого кольцевого образца 5, в которой выполнены радиальные каналы 6, соединяющие внутреннюю и наружную полости 7 и 8 барабана 1, разделенные кольцевым образцом 5. Наружная полость 8 включает в себя кольцевой зазор 9 и торцовый зазор 10. В крышке выполнены отверстия 11 для заполнения объема барабана 1 жидкостью.

Устройство работает следующим образом.

С барабана 1 снимают крышку 3, устанавливают на оправку 4 образец 5, закрывают крышкой 3 барабан 1 и через отверстия 11 заполняют жидкостью с плотностью, превышающей плотность образца 5 и оправки 4, внутреннюю и наружную полости 7 и 8. При этом испытуемый образец 5 и оправка 4 всплывают в жидкости и образец 5 прижимается к крышке 3. Центрифугу приводят во вращение относительно оси симметрии. В жидкости под действием центробежных сил возникает осесимметричное поле давления, величина которого увеличивается прямо пропорционально квадрату расстояния от оси вращения. Вследствие этого давление на внешнюю цилиндрическую поверхность обРазца 5 превышает давление на его внутреннюю цилиндрическую поверхность. Иэ-за вращения в кольцевом образце 5 возникают и растягивающие усилия, обусловленные центробежным эффектом, однако, поскольку плотность рабочей жидкости превышает плотность образца, результирующим воздействием на образец 5 будет осесимметричное сжатие в кольцевом направлении, приводящее к уменьшению диаметра образца 5.

При деформации образца 5 жидкость может свободно перетекать из внутренней полости 7 во внешнюю 8 по каналам 6, чем обеспечивается постоянство режима нагружения. Оправка 4 в силу того, что ее плотность меньше плотности.жидкости, прижимает образец 5 к крышке 3 барабана 1, благодаря чему исключаются угловые отклонения оси образца 5 от оси симметрии барабанов.

В процессе испытания напряженное состояние образца 5 является суммой двух независимых состояний: одноосного кольцевого сжатия и всестороннего давления, величины напряжения кото- . рых определяются соотяетственно по следующим формулам:

6 =(р -р )ш R(R+d"); 1089471 где 6« х о

ЯиЯМ

Puz 2

Составитель. В.Тольвойш

Редактор Л.Филь Техред Л.Иартяшова. Корректор О.Билак

Заказ 2924/40 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 напряжение сжатия в танген5 циальном направлении; средняя величина напряжения всестороннего сжатия; плотность жидкости; плотность образца; 10 угловая скорость вращения барабана 1; внутренний радиус образца 5;

Я д"- толщина образца 5;

t+- радиус вала 2.

Иэ приведенных выражений следует, что при заданных величинах6 напря" сж кения всестороннего сжатия могут варьироваться в широких пределах за счет изменения величины го, т.е. за счет количества рабочей жидкости.

Использование изобретения позволя" ет производить исследования физико" механических характеристик материалов в условиях, имитирующих реальные усло вия эксплуатации °