Устройство для скоростных испытаний материалов на растяжение (его варианты)

 

1. Устройство для скоростных испытаний материалов на растяжение, содержащее корпус, захваты для крепления испытуемого образца, установленньй в корпусе винтовой нагружающий механизм с приводом, выполненным в виде жестко связанного с ходовым винтом шкива, шарнирно закрепленного на корпусе рычага 1-го рода, соединенного гибкой связью со шкивом, и сбрасываемого груза, выполненного с возможностью взаимодействия со свободным концом рычага, о тлич ающ е е с я тем, что, с целью проведения испытаний в режиме ступенчатого изменения скорости деформации без изменения ее знака, гибкая.связь содержит по меньшей мере две тяги, концы которых присоединены к рычагу на разном расстоянии от оси его поворота . 2. Устройство для скоростных испытаний материалов на растяжение, содержащее корпус. Захваты для крепления испытуемого образца, установленный в Kopinyce винтовой нагружающий механизм с приводом, выполненным в виде жестко связанного с ходовым вкн .том шкива, шарнирно закрепленногона корпусе рычага 1-го рода, соединен (Л ного гибкой связью со шкивом, и сбрасьюаемого груза, выполненного с воз-i с можностью взаимодействия со свободна концом рычага, отл.ичающее1С я тем, что, с целью проведения испытаний в режиме ступенчатого изменения скорости деформации без измео нения ее знака, шкив выполнен ступен00 чатым с числом ступеней, соответстсо вуящкм. числу тяг гибкой связи, а 4 4i: концы тяг присоединены к рычагу в одной точке.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и м ll йИФь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 347?943/25-28 (22) 30.07.82 (46) .30.04.84. Бюл. В 16 (72) Г.В.Степанов и В.N.Òîêàðåâ (71) Институт проблем прочности

AH УССР (53) 620.178.72(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 983507, кл. Ci 01 14 3/30, 1981.

2. "Проблемы прочности", 1982, У 7, Киев, "Наукова думка", с. 81, рис. 1 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКОРОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖКНИЕ (ЕГО

ВАРИАНТЫ) ° (57) 1. Устройство для скоростных испытаний материалов на растяжение, . содержащее корпус, захваты для крепления испытуемого образца, установленный в корпусе винтовой нагружающий механизм с приводом, выполненным в виде жестко связанного с ходовым винтом шкива, шарнирно закрепленного на корпусе рычага 1-го рода, соединенного гибкой связью со шкивом, и сбрасываемого груза, выполненного с возможностью взаимодействия со свободным концом рычага, о т л и ч а ю„„SU„„1089474 A

3l5D 01 М 3 30 щ е е с я тем, что, с целью проведения испытаний в режиме ступенчатого изменения скорости деформации без изменения ее знака, гибкая связь со» держит по меньшей мере две тяги, концы которых присоединены к рычагу на разном расстоянии от оси его поворота.

2. Устройство для скоростных испытаний материалов на растяжение, содержащее корпус, захваты для крепления испытуемого образца, установленный в корпусе. винтовой нагружающий механизм с приводом, выполненным в виде жестко связанного с ходовым винтом шкива, шарнирно закрепленного на Я корпусе рычага 1-ãî рода, соединенного гибкой связью со шкивом, и сбрасываемого груза, выполненного с воз- можностью взаимодействия со свободным концом рычага, о т л и ч а ю щ е е - р с я тем, что, с целью проведения испытаний в режиме ступенчатого изменения скорости деформации без изменения ее знака, шкив выполнен ступен- 4 чатым с числом ступеней, соответст- Об вующим числу тяг гибкой связи, а концы тяг присоединены к рычагу в 4ь одной точке. «3

4:ь

1 1089

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для скоростных испытаний материалов на растяжение.

Известно устройство для скоростных испытаний материалов на растяжение, содержащее корпус, установленный в корпусе винтовой нагружающий механизм с приводом, выполненным в виде жестко связанного с ходовым винтом нагружающего механизма шкива, прикрепленной к шкиву гибкой тяги с наковальней на свободном конце, и падающего груза, взаимодействующего с наковальней, захваты для крепления испытуемого образца и приспособление для ступенчатого изменения скорости деформации с изменением ее знака $1l.

Недостатком данного устройства является то, что оно может быть использовано в узком диапазоне скоростей деформаций 0.5 ° 10 "-10 с-".

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является . устройство для скоростных испытаний материалов на растяжение, содержащее корпус, захваты для крепления испытуемого образца, установленный в корпусе винтовой нагружающий механизм с приводом, вьптолненным в виде жестко связанного с ходовым винтом шкива, шарнирно закрепленного на корпусе рычага 1-го рода, соединенного гибкой связью со шкивом, и сбрасываемого груза, выполненного с возможностью. взаимодействия со свободным концом рычага (2 3.

В результате того, что в устройст" ве имеется рычаг первого рода, удается изменить скорость испытаний в сторону уменьшения, однако оно не содер«40 жит средств, позволяющих проводить испытания в режиме ступенчатого изме" кения скорости деформации без изменения ее знака.

Цель изобретения - проведение ис45 пытаний в режиме ступенчатого изменения скорости деформации без изменения ее знака.

Указанная цель достигается .тем, что в устройстве для скоростных испытаний материалов на растяжение (no первому варианту), содержащем корпус, захваты для крепления испытуемого образца, установленный в корпусе винтовой нагружающий механизм с приводои, выполненным в виде жест- ко связанного с ходовым винтом шкива, шарнирно закрепленного на корпу"

474 - 2 се рычага 1-го рода, соединенного гибкой связью со шкивом, и сбрасываемого груза, выполненного с BosMQKHocTblo взаимодействия со свободным концом рычага, гибкая связь содержит по меньшей мере две тяги, концы которых присоединены к рычагу на разном расстоянии от оси его поворота.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для скоростных испытаний материалов на растяжение по второму варианту, содержащем корпус, захваты для крепления испытуемого образца, установленный в корпусе винтовой нагружаищий механизм с приводом, выполненным в виде жестко связанного с ходовым винтом шкива, шарнирно закрепленного на корпусе рычага 1-ro рода, соединенного гибкой связью со шкивом, н сбрасываемого груза, выполненного с возможностью взаимодействия со свободным концом рычага, шкив, выполнен ступенчатым с числом ступеней, соответствующим числу тяг гибкой связи, а концы тяг присоеДинены к рычагу B одной точке.

: На фиг. 1 схематично показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг.3— привод винтового нагружающего механизма по первому варианту испытания; на фиг. 4 — то же, по второму варианту; на фиг. 5 — разрез А-А на фиг. 4 (привод винтового нагружающего механизма по второму варианту); на фиг.б— график изменения скорости деформации (F) от времени (1).

Устройство содержит основание 1, на котором установлены колонны 2 и корпус 3 ° Между колоннами 2 расположены направляющие 4 и стержень 5, на нижнем конце которого размещена нако» вальня 6, а по стержню 5 перемещается сбрасываемый груз 7, связанный тросами 8 с механизмом подъема (не показан).

В корпусе 3, установленном дополнительно на подкладной плите 9, расположен винтовой нагружающий механизм с приводом. Винтовой нагружающий механизм включает ходовой винт 10 и гайку 11. С корпусом 3 и гайкой 1I соответственно связаны захваты 12 и 13 которые служат для крепления испытуемого образца 14.

Привод винтового нагружающего механизма выполнен в виде жестко связанного с ходовым винтом 10 шкива 15, 3 108 47 шарнирно закрепленного на корпусе 3 рычага 16 1-го рода, соединенного гиб" кой связью со шкивом 15, и сбрасывае. мого rpysa 7. Гибкая связь (по первому варианту) содержит по меньшей мере две тяги 17 и 18, концы которых

1 присоединены к рычагу 16 на разном расстоянии от оси 19 его поворота.

Шкив 15 (по второму варианту) выпол-. нен ступенчатым с числом ступеней (в данном примере две ступени 20 и 21), соответствующим числу тяг (22 и 23) гибкой связи, а концы тяг 22 и 23 присоединены к рычагу 16 в одной точке.

Крепление тяг 17, 18, 22 и 23 к рычагу 16 осуществляется посредством сменных креплений 24 - 26; тяги 17, 18, 22 и 23 снабжены элементами 27-30 натяжения, выполненными в виде поворотных собачек с набором пружин раз-: ного усилия.

Устройство также может быть дополнительно снабжено сменным приспособлением 31 для ступенчатого изменения,, скорости и направления деформации с изменением ее знака.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый образец 14 устанавли130 вается в захватах 12 и 13. Сбрасываемый груз 7 взаимодействует со свобод-., ным концом рычага t6. Перемещение ры",, чага 16 передается с помощью гибкой . связи на шкив 15, который вращается с окружной скоростью, равной скорости . перемещения точки закрепления гибкой связи на рычаге 16. Вращательное движение шкива 15 преобразуется винтом 10 и гайкой 11 в поступательное движение подвижного захвата 12, кото40 рый передает нагрузку образцу 14.

Особенностью работы устройства по первому варианту является то, что в начальный промежуток времени, соот-.

\, 45 ветствующий первой ступени деформиро- вания, со шкива 15 сбегает тяга 17, точка закрепления которой к рычагу 16 расположена ближе к оси 19, чем точка крепления тяги 18, сбегающей со шкива 15 на следующей ступени дефор-. 50 мирования. Таким образом, скорости перемеЩения точек закрепления тяг 17 и 1 8 на рычаге 16 определяются поформулам Ч0 1 Ч ч,= <, ч,= — р>д, 0 2 о 0

4 4 где Ч и Ч вЂ” скорости перемещения точек закрепления

-.тяг 17 и 18 на рычаге 16;

Чо — скорость перемещения сбрасываемого груза 7;

С0 — длина плеча рычага 16 от оси до точки взаимодействия с падающим грузом 7; и 0> — данные плеч рычага 16 от оси 19 до точек закрепления тяг 17 и 18.

Коэффициент изменения скорости нагружения определяется формулой

2 2

И вЂ” =

Ч„(„

Особенность работы устройства по второму варианту заключается в том, что после нагружения рычага 16 сбрасываемым грузом 7 в начальный промеуток времени, соответствующий начальной заданной деформации, тяга 22 сбегает со ступени 20 большего диаетра, а затем начинает сбегать тяга 23 со ступени 21 меньшего диамета, при этом тяги 22 и 23 закреплены на рычаге 16 в одной точке. Измене- ние скорости нагружения определяется в этом варианте отношением диаметроь ступеней 20 и 21 (Я

h =

Й2 где 8q — диаметр ступени 20;

З2 — диаметр ступени 21.

Особенностью устройства является также то, что оно позволяет совместное использование первого и второго вариантов исполнения. При этом шкив 15 выполняется ступенчатым, а тяги 17, 18 сбегают со ступеней разного диаметра и закрепляются в разных точках рычага 16.

Количество ступеней шкива 15 и количество тяг, намотанных на эти ступени, может быть различным, их количество определяется конкретными условиями испытаний. . Таким образом, в результате выполнения шкива ступенчатым, а также наличия нескольких тяг, намотанных на ступени шкива и закрепленных в одной или нескольких точках рычага, удалось осуществить проведение испытаний в режиме ступенчатого изменения скорости деформации без изменения ее знака, 1089474

Фиг.1

1089474

Фиг.Л

1089474

Put. Х

ВНИИИИ Заказ 2924/40 Ту аж 823 Мваисное

Филиал ППЛ Патент, г. Уигород,уп.Проекткая, 4