Установка для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе с растяжением

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ ЧИСТОМ ИЗГИБЕ С РАСТЯЖЕНИЕМ, содержащая основание , захваты для образца, установленные в шпинделях, корпуса которых шарнирно соединены с основанием, а. один из шпинделей установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения , приводной двигатель, соединенный с другим шпинделем, устройство для растяжения образца, установленное на корпусе шпинделя, устройство для нагружения образца чистым изгибом , выполненное в виде траверсы, двух тяг, соединяющих траверсу с корпусами шпинделей, и соединенной с траверсой подвески с Грузом, И; механизм компенсации момента в рабочей части образца от действия осевой силы , отличающаяся тем, что, с целью повышения точности испытаний , механизм компенсации выполнен i в виде зажима одностороннего действия , установленного на основании с возможностью фиксации подвески с грузом от перемещения вверх. СО со

,ЯУ„„1О99239 А

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

ШВЬЪЮ

РЕСПУБЛИК

sm G01 N334

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЛЮЮ н aRTGPCKOMY СйиДЕТЕЛЬСтВ)Г (21.) 3578287/25-28 (22) 11..04.83 (46) 23.06.84.Бюл. В 23 (72) Н.Г.Белова, Н.P.Nóçûêà и М.Q.Алексюк (71) Институт проблем прочности

АН Украинской ССР (53) 620.178.322(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 112455, кл. G 01 Я 3/32, 1957.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3395522/25-28, кл. G 01 N 3/34, 1982 (прототип) . с (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ ЧИСТОМ ИЗГИБЕ С РАСТЯЖЕНИЕМ, содержащая основание, захваты для образца, установленные в шпинделях, корпуса которых шарнирно соединены с основанием, а. один из шпинделей установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения, приводной двигатель, соединенный с другим шпинделем, устройство для растяжения образца, установленное на корпусе шпинделя, устройство для нагружения образца чистым изгибом, выполненное в виде траверсы, двух тяг, соединяющих траверсу с корпусами шпинделей, и соединенной с траверсой подвески с грузом, и,механизм компенсации момента в рабочей части образца от действия осевой силы, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности испытаныЪ, механизм компенсации выполнен g в виде зажима одностороннего действия, установленного на основании с возможностью фиксации подвески с грузом от перемещения вверх.

9 25 23277 52 Ф 3б 2ВЯ2бЮ Ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф 1099239

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к установкам для испытаний материалов на усталость, и может найти применение Для изучения совместного действия чистого изгиба и растяжения.

Известна установка для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе и осевом нагружении, содержа10 щая основание, устройство для осевого нагружения образца, устройство для нагружения образца чистым изгибом, выполненное в виде траверсы, двух тяг и подвески .с грузом, приводной двига- 15 тель, захваты для образца, установленные в шпинделях, корпуса которых шарнирно соединены с основанием, а один из шпинделей установлен с воз- можностью осевого перемещения (13. Недостатком установки является уменьшение изгибающего момента при действии осевой растягивающей силы, приводящее к снижению точности испытаний.

Наиболее близкой по технической

25 сущности к изобретению является установка для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе с растяжением, содержащая основание, захва30 ты для образца, установленные в шпинделях, корпуса которых шарнирно соединены с основанием, а один из шпинделей установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения, приводной двигатель, соединенный с другим

35 шпинделем, устройство для растяжения образца, установленное на корпусе .шпинделя, устройство для нагружения образца чистым изгибом, выполненное в виде траверсы, двух тяг, соединяющих траверсу с корпусами шпинделей, и соединенной с траверсой подвески с грузом, и механизм компенсации мо40 ствия осевой силы, включающий размещенные в плоскости нагружения два стержня, один из которых установлен на корпусе одного шпинделя перпендикулярно его оси вращения, а другой50 на корпусе второго шпинделя перпендикулярно его оси вращения, и тарированные грузы, расположенные на обоих стержнях с возможностью установочного перемещения.

Установка позволяет проводить испытания. при действии чистого изгиба и осевой силы, а для повышения точ55 ности испытаний в установке осуществмента в рабочей части образца от дей- 45 ляется компенсация момента, уменьшаемого осевой силой 12 3.

Однако компенсирующий момент, создаваемый грузами, постоянен в рабочей части образца, в то время как момент от осевой силы зависит от прогиба образца и изменяется в его рабочей части пропорционально прогибу.

Таким образом, механизм компенсации установки не позволяет полностью исключить влияние осевой силы на изгибающий момент.

Целью изобретения является повышение точности испытаний.

Цель достигается тем, что в установке для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе с растяжением, содержащей основание, захваты для образца, установленные в шпинделях, корпуса которых шарнирно соединены с основанием, а один из шпинделей установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения, приводной двигатель, соединенный с другим шпинделем, устройство для растяжения образца, установленное на корпусе шпинделя, устройство для нагружения образца чистым изгибом, выполненное в виде траверсы, двух тяг, соединяющих траверсу с корпусами шпинделей, и соединенной с траверсой подвески с грузом, и механизм компенсации момента в рабочей части образца от действия осевой силы, механизм компен-. сации выполнен в виде зажима одностороннего действия, установленного на основании с возможностью фиксации подвески с грузом от перемещения вверх.

На чертеже представлена схема установки для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе с растяжением.

Установка содержит основание 1, захваты 2 и 3 для образца 4, установленные в шпинделях 5 и 6. Корпуса

7 и 8 шпинделей 5 и 6 шарнирно соединены с основанием 1, а один из шпинделей, в частности шпиндель 6, установлен в корпусе 8 с возможностью осевого перемещения.

Установка также содержит приводной двигатель 9, соединенный со шпинделем 5, устройство 10 для растяжения образца 4, установленное на корпусе 8 шпинделя 6, устройство для нагружения образца чистым изгибом, выполненное в виде траверсы 11, двух тяг 12 и 13, соединяющих траверсу 11

10992

Составитель А.Зайцев

Редактор P.Öèöèêà Техред Л.Мартяшова Корректор В. Синицкая

Заказ 4364/36 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 с корпусами 7 и 8 шпинделей 5 и 6, и соединенной с траверсой 11 подвески 14 с грузом 15, и механизм компенсации момента в рабочей части образ-. ца от действия осевой силы, выполненной в виде зажима одностороннего действия, установленного на основании 1 с возможностью фиксации подвески 14 .с грузом 15 от перемещения вверх.

Этот зажим включает обойму 16, на 1р внутренней цилиндрической поверхности 17 которой размещена направляющая

18 качения, а на внутренней конической поверхности 19 — шарики 20, расположенные по периметру подвески 14, пружину 21, поджимающую с помощью гайки 22 шарики 20 в осевом направлении.

Угол заклинивания о должен быть меньше угла 2 Ч трения в точках каса- о .ния шариков 20 с конической поверхностью обоймы 16.

Если принять для шлифованных сталей угол трения 2Ч равным приблизительно 10, то угол заклинивания о мо- жет быть взят равным 6-8, а коничесо кая поверхность 19 обоймы 16 в том случае должна иметь угол конусности, равный 12-16О

Шарнирное соединение корпусов .7 и 8 шпинделей 5 и Ь с основанием 1

1 выполнено в виде двух полуосей 23, жестко скрепленных. с корпусом 7, и двух полуосей 24, жестко скрепленных с корпусом 8 и размещенных в подшип35 никах на кронштейнах 25 и 26 соответственно, установленных на основании 1.

Траверса 11 соединена тягами 12 и 13 с корпусами 7 и 8 посредством рычагов 27 и 28, скрепленных с полуосями

23 и 24.

Устройс во 10 для растяжения образца 4 позволяет прикладывать растягивающую нагрузку, изменяющуюся по циклическому закону.

Установка работает следующим образом.

Образец 4 устанавливается в захватах 2 и 3 и приводится во вращение посредством двигателя 9. Грузы 15 посредством подвески 14, траверсы

11 и тяг 12 и 13 нагружают вращающийся образец 4 чистым изгибом. Под действием циклического чистого изгиба разупрочняющийся образец 4 прогибается, подвеска 14 с грузом 15 перемещается, вниз. При приложении осевой растягивающей нагрузки подвеска 14 под действием выпрямляющего образец 4 момента стремится переместиться вверх, при этом шарики 20 заклинивают подвеску 14 в обойме 16. По мере возрастания осевой нагрузки до максимума пропорционально ей возрастает сила, противодействующая выпрямляющему образец 4 моменту. При уменьшении осевой нагрузки сила, противодействующая выпрямляющему моменту, уменьшается, а когда она становится равной нулю, шарики 20 расклинивают подвеску 14.

Таким образом, в процессе всего испытания образец 4 находится в изогнутом состоянии, определенном условиями испытаний, независимо от действия растягивающей осевой нагрузки.

Установка для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе с растяжением характеризуется высокой надежностью, позволяет сохранять заданное значение амплитуды изгибаю-. щей нагрузки и повысить точность испытаний по сравнению с известными установками.