Устройство для усталостных испытаний образцов

 

Изобретение касается механических испытаний материалов и относится к устройствам для многообразцовых усталостных испытаний. Цель изобретения - расширение видов испытаний путем обеспечения испытаний при произвольной асимметрии цикла, а также

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 С -01 И 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Фд ;-;,.;...

1 г А, Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ

ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ

So ела (21) 4158135/25-28 (22) 10.12.86 (46) 23.06.88. Бюл. Я 23 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

"ЦНИИТМАШ" (72)И.М.Рафалович (53) 620 ° 172.(088,8) (56) Авторское. свидетельство СССР

У 1352310, кл. G 01 N 3/08, 1986.

„.Я0„„1404880 А 1 (57) Изобретение касается механических испытаний материалов и относится к устройствам для многообразцовых усталостных испытаний. Цель изобретения — расширение видов испьгтаний путем обеспечения испьгганий при произвольной асимметрии цикла, а также

1404880 расширение диапазона частот нагружения. Штоки 5 и 10 подбирают так, что площади их поперечных сечений пропорциональны действующим на образцы 14 нагрузкам. Пуансон 1 в сборе с обоймой 3, вкладьппем 4 и штоками 5, погруженными в упругую среду 6, крепят на подвижной траверсе испытательной машины, а захват 2 в сборе с обоймой

7, вкладьппами 8, втулками 9, штоками

10 с упорами 13 и накладкой 15 — на

Изобретение касается механических испытаний материалов и относится к устройствам для многообразцовых усталостных испытаний.

Цель изобретения — расширение видов испытаний путем обеспечения испьгганий при произвольной асимметрии цикла, а также расширение диапазона частот нагружения.

На чертеже представлено предлага- 10 емое устройство, общий вид.

Устройство имеет пуансон 1 и захват 2. Пуансон 1 содержит обойму 3 с вкладьппем 4 и штокам 5. Внутренняя полость пуансона заполнена упругой 15 средой 6. Захват устройства содержит . вторую обойму 7 с вкладьппем 8 и втул . ками 9, охватывающими штоки 10. Штоки 10 имеют кольцевые проточки, в которых размещены пружины 11 и фикса- 20 торы 12, и снабжены упорами 13, рас положенными внутри испьггуемых образ- цов 14 и взаимодействующими со штоками 5. Для закрепления образцов 14 служит накладка 15 ° устанавливаемая на обойме 7. Захват имеет полость с поршнем 16, разделяющим ее на две камеры, заполненные упругими средами

17 и 18, которые обладают соответственно низкой и высокой сжимаемостью. ЗО

В качестве среды с низкой сжимаемостью берется среда, обладающая высокой вязкостью, например воск, что исключает необходимость использования специальных уплотнений в сопря- З5 жениях. Захват устройства может содержать лишь одну камеру, заполняемую упругой сжимаемой, газообразной неподвижной. В полости захвата 2 создается избыточное давление, определяющее максимальные растягивающие усилия на образцах. Опуская подвижную траверсу, задают сжимающую пульсирующую нагрузку на образцы 14. При разрушении образца 14 шток 10 с упором 13 смещается вверх и пружина 11 выталкивает фиксаторы 12 в кольцевую выточку втулки 9, фиксируя образец.

1 зепе ф лы ° 1 иле

2 средой, но в этом случае требуются уплотнения в многочисленных сопряжениях элементов захвата, что снижает надежность устройства при проведении длительных испытаний.

Камера, заполненная сжимаемой упругой средой 18, связана трубопроводом или шлангом с источником давле. ния среды. Обоймы 3 и 7 пуансона и захвата охвачены водоохлаждаемымн кожухами 19 и 20. Штоки 5 и 10 устройства расположены соосно друг другу. Пружина 11 с фиксатором 12 и втулка 9 с выточкой представляют собой приспособление для фиксации разрушенного образца.

Устройство работает следующим образом.

Подбирают штоки 5 и 10 так, что площади их поперечных сечений пропор циональны действующим на образцы нагрузкам. Пуансон 1 в сборе с обоймой 3, вкладышем 4 и штоками 5 ° по-... груженными в упругую среду 6, крепят на подвижной траверсе испытательной машины (не показана).

Захват 2 в сборе с обоймой 7 ° вкладьппами 8, втулками 9, штоками

10, соосными им упорами 13, образца- ми 14 и накладкой 15 крепят на неподвижной траверсе (не показана). Полость захвата при этом заполнена упругими средами 17 и 18, разделенными поршнем 16, Штоки 10 утоплены во втулки 9 так, что их фиксаторы

12 с пружинами 11 находятся ниже кольцевых выточек втулок 9.

1404880 вата 2. Поднимают подвижную траверсу с пуансоном 1, снимают с захвата 2 накладку 15 и извлекают испьгганные образцы 14. Таким образом, использование устройства позволяет одновременно вести испьггания на различных уровнях нагрузки, формула изобретения

Составитель Д.Поспелов

Техред M.дидык

Корректор О.Кравцова

Редактор М,Шулла

Заказ 3094/45 Тираж 84? Подпис н ое

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

После закрепления устройства на испытательной машине в полости захвата создается избыточное давление от источника давления среды (баллона;

5 с сжатым газом), которое определяет: максимальное растягивающее усилие, действующее на образец при циклическом нагружении. Затем опускают подвижную траверсу до соприкосновения 10 штоков пуансона с испытуемыми образцами. Используя подвижную траверсу задают сжимающую пульсирующую на,грузку, обеспечивая циклическое на- гружение образцов. При этом сжимаю- 15 щее усилие, действующее на испытуемые образцы, определяют из выражения Р „,, = P„ — Р, где Р

1 1 1 1 максимальное сжимающее усилие, действующее на образец. Р„ - ycmme 20 на соответствующем штоке пуансона:

P . — усилие на соответствующем што3; ке захвата. Усилия P, и P . нахо1 1 дят по величине гидростатического давления среды в пуансоне и захвате 25 и по площади поперечного сечения соот-, I ветствующих штоков. Для предотвраще ния разогрева упругой среды пуансон и захват охлаждаются проточной войой.

В процессе испытаний при разрушении какого-либо образца 14 соответствукяций шток 10 с упором 13 смещается вверх и пружина 11 выталкива-, ет фиксаторы 12 в кольцевую выточку втулки 9, фиксируя шток 10 и разрушенный образец. Условия нагружения других образцов сохраняются неизменными, испытания продолжаются. Задавая разные уровни нагрузки для одно- 40 временно испьггуемых образцов, можно получить данные для построения полной усталостной кривой. После прохождения заданной базы испытаний циклическую нагрузку отключают и 45 сбрасывают давление в полости зах1. Устройство для усталостных испытаний образцов, содержащее захват, в котором выполнена заполненная вязкоупругой средой полость, расположенную в ней первую обойму с вкладышем и штоками и пуансон для нагружения образцов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения видов испьгганий путем обеспечения испьгганий при произвольной асимметрии цикла, в штоках выполнены радиальные-проточки, в пуансоне выполнена заполненная упругой средой полость> а устройство снабжено установленной в полости пуансона второй обоймой с вкладьппем и штоками, соосными сооТ ветствующим. штокам первой обоймы, поршнем, установленным в полости захвата и разделяющим ее на две камеры„ заполненные средами с различными вяэкоупругими характеристиками, приспособлениями,для фиксации разрушенных образцов, выполненными в виде охватывающих штоки втулок с кольцевыми вьггочками и пружин с фиксаторами, расположенных в проточках штоков, и закрепленными на штоках соосными им упорами для взаимодействия со штоками пуансона.

2 ° Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона частот нагружения, оно снабжено .водоохлаждающими кожухами, которыми охвачены пуансон и захват.