Устройство для испытания образцов при чистом изгибе к испытательной машине

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБ РАЗЦОВ ПРИ ЧИСТОМ ИЗГИБЕ К ИСПЫТАТЕЛ НОЙ МАШИНЕ, содержащее подвижный и неподвижный нагружающие узлы, каждый из которых выполнен в виде основаьния размещенного на нем опорного ролика. - ZI установленных на последнем двух опорных плит и размещенных на каждой из них нагоужаюших ооликоз, и щарнир, связывающий основание подвижного нагружакщего узла с испытательной машиной , отличающееся тем, что, с целью повьппения точности испытания путем снижения трения между нагружающими роликами и поверхностью образца и трения в шарнире, последний выполнен в вид« двух накладок с треугольными вырезами, закрепленных на противоположных боковых сторонах основания подвижного нагружающего узла, и двух закрепляемых на испытательной машине клиньев, вершины которых раз- ( мещены в вершинах вырезов соответствующих накладок, угол при вершине клиньев меньше угла при вершине вырезов , а ось шарнира лежит в плоскости, проходящей через опорные поверхности 2 нагружающих роликов. Ш

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COI 1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

091 01) sIsg G 01 N 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3573307/25-28 (22) 28.02.83 (46) 30. 06. 84. Бюл. В 24 (72) Г.А.Гогоци, В.П.Завада и В.И.Галенко (71) Институт проблем прочности

АН УССР (53) 620.174(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . У 326480, кл. G 01 N 3/20, 1969.

2. Hoagland R.Ñ., Marshall С.M., Duckworth M.Н. Reduction of errors

cегоmic bend test.-Jour. of the Amer.

Ceram. Soc., 1976, ч. 59, В 5-6, р. 189-192 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ПРИ ЧИСТОМ ИЗГИБЕ К ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ MN!IHHE содержащее подвижный и неподвижный нагружающие узлы, каждый из которых выполнен в виде основания, размещенного на нем опорного ролика, У становленных на последнем двух опорных плит и размещенных на кажпой из них нагэчжаюших воликов, и шарнир, связывающий основание подвижного нагружающего узла с испытательной машиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности испытания путем снижения трения между нагружающими роликами и поверхностью ний образца и трения в шарнире, последн выполнен в вид двух накладок с треугольными вырезами, закрепленных на противоположнык боковых сторонах осно. вания подвижного нагружающего узла, и двух закрепляемых на испытательной машине клиньев, вершинъ| которых раз- @ мещены в вершинах вырезов соответствующих накладок, угол при вершине клиньев меньше угла при вершине выре- С зов, а ось шарнира лежит в плоскости, проходящей через опорные поверхности нагружающих роликов.

1100531

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания образцов при чистом изгибе.

Известно устройство для испытания образцов при чистом изгибе, содержащее подвижный и неподвижный нагружающие узлы, каждый из которых выполнен в виде опорной плиты и размещенных на ней двух нагружающих роликов, и шарнир, связывающий опорную плиту подвижного нагружаюшего узла с испытательной машиной. (1 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания образцов при чистом изгибе к испытательной машине1 содержащее подвижный и неподвижный нагружающие узлы, каждый из которых выполнен в виде основания, размещенного на нем опорного ролика, установленных на последнем двух опорных плит и размещенных на каждой из них нагружающих роликов, и роликовый шар нир, связывающий основание подвижного нагружающего узла с испытательной машиной f2) .

Однако известные устройства характеризуются недостаточной точностью испытания, обусловленной тем, что при повороте подвижного нагружающего узла при выравнивании усилий в процессе нагружения образца возникают силы трения между нагружающими роликами и поверхностью образца, а также в шарнире.

Цель изобретения — повышения точности испытания путем снижения трения между нагружающими роликами и по» верхностью образца, а также в шарнире.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для испытания образцов при чистом изгибе к испытательной машине, содержащем подвижный и .неподвижный нагружающие узлы, каждый из которых выполнен в виде основания, размещенного на нем опорного ролика, установленных на последнем двух опорных плит и размещенных на каждой из них нагружающих роликов, и шарнир, связывающий основание подвижного нагружающего узла с испытательной машиной, последний выполнен в виде двух накладок с треугольными вырезами, закрепленных на противоположных боковых сторонах основания подвижного на 5

1.5 ленные на нем две опорные плиты 3 с

20 размещенными на них двумя нагружающи55

45 гружающего узла, и двух эакрепляемых

Йа испытательной машине клиньев, вершины которых размещены в вершинах вырезов соответствующих нак)тадрк, угол при вершине клиньев меньше угла при вершине вырезов, а ось шарнира лежит в плоскости, проходящей через опорные поверхности нагружающих роликов.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — то,же, вид сбоку; на фиг, 3 — схема распределения сил, действующих. на подвижный нагружающий узел.

Устройство содержит нижний подвижный и верхний неподвижный нагружающие узлы, при этом подвижный нагружающий узел включает основание 1, размещен,ный на нем опорный ролик 2 и установми роликами 4 и 5, а неподвижный нагружающий узел, выполненный аналогичным образом, включает основание 6, размещенный на нем опорный ролик 7 и установленные на нем две опорные плиты 8 с размещенными на них двумя нагружающими роликами 9 и 10. Оси роликов 2 и 7 расположены в плоскости симметрии устройства.

Подвижный нагружающий узел связан, с испытательной машиной (не показана) при помощи шарнира. Последний выполнен в виде двух накладок 11 и 12, в каждой из которых имеется треугольный вырез. Накладки 11 и 12 закреплены на противоположных боковых сторо-. нах основания 1 таким образом, что вершины вырезов лежат в плоскости, проходящей через опорные поверхности нагружающих роликов 4 и 5. На испытательной машине закреплены два клина

13 и 14, вершины которых размещены в вершинах вырезов соответствующих накладок 11 и 12, причем угол при вершине клиньев 13 и 14 меньше угла при вершине вырезов накладок 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Образец 15 устанавливают между на гружающими роликами 4 и 5 подвижного нагружающего узла и нагружающими роликами 9. и 10 неподвижного нагружающего узла. При включении испытательной машины происходит перемещение подвижного нагружающего узла в направ. ленин к неподвижному нагружающему узлу.

Прп этом происходит нагружение образца

15 ло схеме четырехточечного изгиба.

Если в процессе нагружения усилия на нагружающих роликах не равны между собой, например, вследствие неодинакового смятия нагружающих роликов и образца в местах их контакта, то возникает момент сил, разворачивающий подвижный нагружающий узел вокруг оси шар"ира в направлении, соответствующем выравниванию усилий. При воздействии нагружающей силы Р на под- 10 вижный нагружающий узел на нагружающих роликах 4 и 5 возникают усилия

Р, и Р, которые в сумме равны силе

1, но не равны между собой даже при симметричном расположении нагружающих 5 роликов 4 и 5-относительно оси, вдоль которой действует сила Р .

Если ось шарнира расположена над поверхностью образца 15 на высоте 1l; то при повороте подвижного нагружаю- 20 щего узла, вызванном неравенством усие- и лий, возникают силы тренияг„," и г р, которые действуют между нагружающими роликами 4 и 5 и поверхностью образца 15. При этом 25

1 ц тр Р1 > Ртр 1

| . где k — - коэффициент трения роликов по поверхности образца.

Силы трения.F и Р„„ создают

30 момент сил M относительно оси шарнира

Итр= р+ "л р 1 Ь > который препятствует повороту подвижного нагружающего узла. При этом поворот вызывается неравенством сил

Р, и Р2, которые создают момент сил

hM з относительно той же оси

=(Р -Р Л, М где 3 — расстояние между осью шарни40 ра и направлениями действия усилии

Р1 и Р2 .

31 4

Неравномерность усилий Р1 и Р определяется из условия равенства моментов сил относительно оси шарнира

Ь И„;-М,р, Преобразовав последнее выражение, получают (е- h)- p„(g, )

Поскольку

1 2

Р=Р -Р„, то

P ЬР

=-+—

2 2 2

P йР

P =--—

2 2 — =-21 . йР h

В процессе нагружения ось шарнира лежит в плоскости, проходящей через опорные поверхности нагружающих роликов 4 и 5, т.е. h=O, поэтому и ! РО, т.е. отсутствуют силы трения, препятствующие повороту подвижного нагружающего узла, и достигается равномерность распределения усилий на нагружающих роликах 4 и 5. !

Использование изобретения позволяет повысить точность испытания благодаря равномерному распределению усилий на нагружающих роликах, что достигается снижением трения между нагружавшими роликами и поверхностью образца при расположении оси шарнира в плоскости, проходящей-через опорные поверхности нагружающрх роликов, а выполнение шарнира в виде клиновой опоры сводит к минимуму трение в mapнире °

1100531

/2

14

1S

rp; Рие. 3

Составитель М.Матюшин

Редактор Л.Пчелинская Техред С.Легеза Корректор О.Тигор

Заказ 4498/33 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4