Установка для испытания материалов на усталость

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВНА УСТАЛОСТЬ, содержащая основание, установленный на нем горизонтальный вал, привод вращения вала и радиально расположенные тяги с захватами для крепления образца, одна из которых соединена с валом, и устройство для нагружения образца, .отличающаяся тем, что, с. целью проведения испытаний на усталость при чередующихся изгибающей и ударной растягивающей нагрузках, вал выполнен со сквозным радиальным отверстием , в котором с возможностью перемещения установлена тяга,.а устройство для нагружения образца содерkn жит два груза, закрепленных на свободных концах тяг. т «WL/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,SU„„ I 09 э(д) С 01 N 3/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРОНОМТ ОВИВНВОАОТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (21) 3585492/25-28 (22) 26.04.83 (46) 23.06.84.Бюл. У 23 (72) Е.В.Лодус (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53). 620 ° 178. 325(088.8) (56) 1. Тимошук Л.Т. и др. Испытание стали повторными растягивающими ударами.- Сборник трудов ЦНИИЧИ, "Новые методы испытаний металлов", ч. 2, вып. 32. И., 1963, с. 146-148.

2. Патент ГДР У 57726, кл. 42 К 34/04, 1967 (прототип). (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ, содержащая основание, установленный на нем гори-. зонтальный вал, привод вращения вала и радиально расположенные тяги с захватами для крепления образца, одна из которых соединена с валом, и устройство для нагружения образца,, отличающаяся тем, что, с, целью проведения испытаний на усталость при чередующихся изгибающей и ударной растягивающей нагрузках, вал выполнен со сквозным радиальным отверстием, в котором с возможностью перемещения установлена тяга,.а устройство для нагружения образца содержит два груза, закрепленных на сво. бодных концах тяг.

1099240 ния с грузами.

30

2. Установка по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью проведения испытаний на усталость при чередующихся изгибающей и ударной

Ф

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к установкам для испытания материалов на усталость.

Известна установка для испытания материалов на усталость, содержащая сбрасываемый груз, раму с вертикальными направляющими для груза, взаимодействующую с грузом наковальню, захваты для крепления образца испытуе мого материала, один из которых закреплен на верхней части рамы, а второй связан с наковальней, и механизм подъема и сброса груза. Установка позволяет проводить испытания материалов на усталость при действии растягивающих ударных нагрузок Р 13.

Наиболее близкой по техническому существу к изобретению являотся установка для испытания материалов на усталость, содержащая основание, установленный на нем горизонтальный вал, привод вращения вала и радиально расположенные тяги с захватами для крепления образца, одна из которых соединена с валом, и устройство для нагружения образца.

Устройство для нагружения образца содержит один груз, закрепЛенный на свободном конце второй тяги. Установка позволяет проводить испытания материалов на усталость при действии изгибающих нагрузок 2 .

Недостатком известных установок является невозможность проведения испытаний материалов на усталость при чередующихся изгибающей и осевой ударной нагрузках. Такого вида испытания необходимы для исследования работы шахтной крепи вблизи очистных выработок.

Целью изобретения является проведение испытаний на усталость при чередующихся изгибающей и ударной растягивающей или сжимающей нагрузках.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для испытания материсжимающей íarpузках, она снабжена съемной наковальней, расположенной на основании с возможностью соударе2 алов на усталость, содержащей основание, установленный на нем горизонтальный вал, привод вращения вала и ,радиально расположенные тяги с захва5- тами для крепления образца, одна из которых соединена с валом, и устройство для нагружения образца, вал выполнен со сквозным радиальным отверстием, в котором с возможностью перемещения установлена тяга, а устройство для нагружения образца содержит два груза, закрепленных на свободных концах тяг.

Установка может быть снабжена съемной наковальней, расположенной на основании с возможностью соударения с грузами. Это позволяет проводить испытания на усталость при чередующихся изгибающей: и ударной сжимающей нагрузках.

Такая конструкция установки обеспечивает приложение к образцу ударных осевых нагрузок в моменты, когда тяги принимают вертикальное положение и падают вместе с грузами, один из которых соударяется либо с валом, либо с наковальней, причем в эти моменты изгибающая нагрузка равна нулю.

На фиг. 1 схематически изображена описываемая установка, общий вид, (для случая испытания на усталость нескольких образцов); на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1

Установка содержит основание 1, установленный на нем горизонтальный вал 2, привод вращения вала 2, включающий редуктор 3 и двигатель 4, радиально расположенные тяги 5 и 6 с захватами 7 для крепления образцов

8 и устройство для нагружения образцов 8 в виде двух грузов 9 и 10, закрепленных на свободных концах тяг

5 и 6. Вал 2 выполнен со сквозными радиальными отверстиями 11, в которых с воэможностью перемещения установлены тяги 5 и 6. Установка также снабжена съемной наковальней 12, рас40

ВНИщщ Заказ 4364/36 Тираж 823 Подписное щлиал ддд "датаит", г.ужгород, ул.Проектная э 4

3 10992 положенной на основании 1 с возможностью соударения с грузами 9 и 10.

Установка работает следующим образом.

При включении двигателя 4 вал 2 через редуктор 3 приходит во вращение, при этом тяги 5 и 6 вместе с образцами 8 поворачиваются. и грузы 10 .создают на образцах 8 изгибающий момент, сначала увеличивающийся, при 10

О подъеме до угла 90, затем уменьшающийся. При повороте вала 2 на угол, близкий к 180, тяги 5 и 6 вместе с образцами 8 и грузами 9 и 10 скользят в отверстиях !1 вала 2 вниз, и 15 в нижней точке груз 10 тормозится о вал 2, а груз 9 продолжает свое движение по инерции и сообщает образцу

8 растягивающую нагрузку, величина которой пропорциональна весу груза 9. ур

При дальнейшем повороте вала 2 образцы 8 вновь испытывают изгибающий момент от груза 9, а затем растягивающую нагрузку от груза 10. Такой вид

I.. испытаний осуществляется на трех 25 левых образцах. Крайний правый образец, приходящийся на отверстие 11 вала 2, под которым установлена наковальня 12, испытывается при изгибе с ударной сжимающей нагрузкой. Здесь при повороте вала 2 на каждые 180 происходит удар нижним грузом 9 о наковальню 12, а верхний груз 10 в это время сообщает образцу сжимающее усилие, пропорциональное весу груза 10.

Величины изгибающих моментов подбираются изменением длин тяг 5 и 6 и весов грузов 9 и 10, величины осевых нагрузок подбираются весами грузов

9 и 10. Для уменьшения величины крутящего момента на валу 2 отверстия 11 в нем высверливаются под углом одно к другому.

Преимущество предлагаемой установки заключается в расширении видов испытаний и приближении тем самым условий проведения эксперимента к условиям реальной работы материала, что значительно повышает достоверность и надежность получаемых результатов.