Установка для испытания материалов в условиях гидростатического давления

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащая заполненную жидкостью камеру для образца , установленные в ней коаксиально расположенные плунжеры, у которых на цилиндрической поверхности одного установлены ролики, а на сопряженной поверхности другого выполнен по винтовой линии паз, взаимодействующий с роликами, о тличающаяся тем, что, с целью повышения точности испытаний за счет исключения осевых усилий на образец, установка снабжена дополнительным плунжером, установленным с противоположной относительно коаксиальных плунжеров стороны камеры,внутренняя полость камеры выполнена ступенчатой с перемычкой для установки образца, при i этом кольцевые площади ступени камеры и внутреннего плунжера равны (Л между собой. 00 ел

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4. G 01 N 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOlVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 37 27 031 /22-03 (22) 13.04.84 (46) 15.10.85. Бюл. У 38 (72) Л.М. Абрамов, А.Г. Капитонов, В.К. Замараев и Ф.М. Журавлев (53) 620.175.25 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 416591, кл. G 01 N 3/10, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 989371, кл. G 01 N 3/10, 1981. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащая заполненную жидкостью камеру для образца, установленные в ней.коаксиально расположенные плунжеры, у которых на цилиндрической поверх„„SU„„1185174 А ности одного установлены ролики, а на сопряженной поверхности другого выполнен по винтовой линии паэ, взаимодействующий с роликами, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности испытаний эа счет исключения осевых усилий на образец, установка снабжена дополнительным плунжером, установленным с противоположной относительно коаксиальных плунжеров стороны камеры, внутренняя полость камеры выполнена ступенчатой с перемычкой для установки образца, при этом кольцевые площади ступени камеры и внутреннего плунжера равны между собой.

11851 74

Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к устройствам для. испытания образцов материалов .в условиях гидростатического давления, и может быть ис- S польэовано для построения диаграмм пластичности, применяемых при разработке процессов обработки металлов давлениегл.

Цель изобретения — повышение точности испытаний за счет исключения осевых усилий на образце.

На чертеже показана установка для испытания материалов в условиях гидростатического давления. 15

Установка содержит каглеру 1, в которой выпопнены ступень 2, образованная разностью внутренних диаметров камеры, и перемычка Э, служащая для крепления одной из, 20 головок образца 4, двух коаксиально раслоложенных плунжеров 5 и 6.

Внутренний плунжер 6 имеет ролики 7, взаимодействующие с винтовым пазом 8, имеющим угол ol подъема и выполненный в сменной втулке 9.

Втулка 9 крепится к плунжеру 5.

Вторая головка образца крепится к плунжеру 6. Со стороны, противоположной коаксиальным плунжерам, Ю установлен дополнительный плунжер

10. При этом кольцевые площади. F

1 ступени 2 камеры и F плунжера 6 равны между собой, т.е.

1О

35 тId d) ) 2

4 4

45 где о — гидростатическое давление в камере 1; где d u d — внутренние диаметры

1 2 40 камеры 1;

d — диаметр внутреннего

Э плунжера

d — диаметр образца.

Установка работает следующим образом.

Установку помещают на пресс (не показан) в камеру 1, заливают рабочую жидкость и сжимают ее, прикладывая нагрузку к плунжерам 5 и 10. При

50 сжатии рабочей жидкости последняя воздействует на ступень 2, в результате чего камера 1 перемещается . под действием силы Р,, воздействующей на ступень 2.

Р„= g Г, 55

F„ — кольцевая площадь ступени

2 камеры

Г - кольцевая площадь внутреннего плунжера 6.

Одновременно под действием силы

Р, воздействующей на плунжер 6, где Р =у Г, перемещается вверх и плунжер б. Поскольку площади F и Рг

1 равны, то равны и силы P u P г

Поэтому пренебрегая весом камеры 1 и плунжера б и силами трения, можно считать, что перемещение камеры 1 и плунжера 6 относительно друг друга. будет равно нулю. Следовательно, образец 4 не будет испытывать осевой нагрузки. При перемещении образца 4 вверх ролики 7 набегают на винтовой паэ 8 и поворачивают плунжер 6 и образец 4 вокруг своей оси. Поскольку нижняя головка образца 4 закреплена жестко с камерой 1, то образец испытывает деформацию кручения. Усилие кручения Р„ определяют по формуле

2

1 о Ф) о

Угол закручивания определяют по формуле

Н .360

p(8 f, Ы где Н вЂ” величина перемещения плунжера 6 относительно плунжера 5.

Изменяя величину угла о подъема винтового паза 8, можно менять соотношение между напряжениями и углом закручивания г и построить таким образом диаграмму пластичности.

Напряжение, возникающее в рабочей части образца, определяют по формулам

3 (г кр кР 2 2f (d> "оА

% с п f6 г, и,-и,), I с, 1 о где Ь„и 4 — главные напряжения;

И „ — крутящий момент;

Wс — момент сопротивления кручению.

Поскольку все напряжения изменяются прямо пропорционально гидростатическому давлению у, то в данном случае имеет место простое нагружение образца.