Устройство для нагружения образцов внешним давлением и изгибающим моментом

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повышение точности путем исключения действия силы тяжести секции камеры. На силовой раме 1 закреплена камера 2, состоящая из секций З.и 4, между торцами которых установлены эластичные плоские кольцевые вставки 7. Нагружающий диск 10, на котором установлен образец 5, связан со свободным торцом камеры 2 двумя шарнирами, установленными симметрично относительно оси камеры 2 в. плоскости, перпендикулярнойплоскостиустановки силовозбудителей 11, и выполненными в виде винта с гайкой, опорная поверхность которой выполнена полусферической. При действии изгибающего момента на образец 5секции 3 и 4 благодаря вставке 7 смещаются одна относительно другой. 2 з.П. ф-лы, 6ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 3/12, 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 сти (61) 1589117 (21) 4782044/28 (22) 15.01.90 (46) 29.02.92. Бюл. N- 8 (71) Московский институт теплотехники (72) П.Б.Пилипенко, B.Â.Ìóðêèí, И.П.Букреев, А.Д.Луканцев и А.И.Архипов (53) 620.178.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1589117, кл. G 01 N 3/12, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРУЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ВНЕШНИМ ДАВЛЕНИЕМ И ИЗГИБАЮЩИМ МОМЕНТОМ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения — повышение точности путем исключения действия

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для нагружения трубчатых и оболочечных образцов внешним давлением и изгибающим моментом и является усовершенствованием изобретения по авт,св. ЬЬ 1589117.

Цель изобретения — повышение точноНа фиг.1 приведен общий вид устройства, разрез; на фиг.2 — узел I на фиг.1; на фиг.3 — вид А на фиг.1; на фиг.4 —.узел II на фиг.3; на фиг.5 — вид Б на фиг. 4; на фиг.6вид В на фиг.4.

Устройство для нагружения образцов внешним давлением и изгибающим моментом содержит силовую раму 1, закрепленную на ней камеру 2, выполненную из секций 3 и 4, охватывающих образец 5 с образованием полости 6, эластичные пло„„SU „„1716377A2 силы тяжести секции камеры. На силовой раме 1 закреплена камера 2, состоящая из секций 3 и 4, между торцами которых установлены эластичные плоские кольцевые вставки 7. Нагружающий диск 10, на котором установлен образец 5, связан со свободным торцом камеры 2 двумя шарнирами, установленными симметрично относительно оси камеры 2 в. плоскости, перпендикулярной плоскости установки силовозбудителей 11, и выполненными в виде винта с гайкой, опорная поверхность которой выполнена полусферической. При действии изгибающего момента на образец

5 секции 3 и 4 благодаря вставке 7 смещаются одна относительно другой. 2 з.ri. ф-лы, 6 ил. ские кольцевые вставки 7, каждая из кото- 0 рых герметично прикреплена винтами 8 и 9 к торцам смежных секций 3 и 4 по контурам, образующим концентрические окружности.

Устройство содержит также нагружающий диск 10, установленный на образец 5, силовозбудители 11, закрепленные на раме 1, тяги 12, которые связаны с нагружающим к диском 10, и источник давления (не показан), соединенный с полостью б.

Устройство снабжено двумя шарнирами (фиг.3,4), связывающими нагружающий диск 10 и свободный торец камеры 2 и установленными симметрично относительно оси камеры 2 в плоскости, перпендикулярной плоскости установки силовозбудителей

11. Каждый из шарниров выполнен в виде винта 13 с гайкой 15, опорная поверхность которой выполнена полусферической. Сво1716377 бодный торец камеры 2 (секция 3) выполнен с резьбовыми отверстиями, в которых установлены винты 13, а нагружающий диск 10 выполнен со сквозными ступенчатыми отверстиями 23, при этом поверхности наружных ступеней выполнены полусферическими и контактируют с полусферическими поверхностями гаек 15. Отверстия 23 нагружающего диска 10 выполнены овальными, вытянутыми в плоскости установки силовозбудителей 11.

Для обеспечения сборки устройства в нем предусмотрены проушины 14, закрепленные на поверхности нагружающего диска 10, обращенного к свободному торцу камеры 2, и штифтами 16. Кроме того, винт

13 выполнен из двух резьбовых участков разного диаметра 17, 18, сопряженных между собой через полусферическое скругление

19, обращенное вершиной к резьбовому участку 17 меньшего диаметра. B резьбовом участке 18 большего диаметра выполнено диаметрально расположенное отверстие 20 под штифт 16 и соосно ему выполнены отверстия 21, 22 под штифт 16 в проушинах 14.

Штифты 16 установлены в отверстиях 21 и

22 проушины 14 с возможностью поперечного перемещения. Для герметизации устройства предусмотрены уплотнения 24.

Сборку устройства проводят следующим образом.

Сначала устанавливают испытуемый образец 5 на раму 1, закрепляют его нижним торцом на раме 1 и герметизируют образец 5 уплотнениями 24. Затем устанавливают на раму 1 секцию 4 камеры

2 и закрепляют ее нижним торцом на раме

1, при этом верхний торец секции 4 остается свободным. На этом этапе сборки эластичную плоскую кольцевую вставку 7 к верхнему торцу секции 4 винтами 8 не крепят.

Далее закрепляют вставку 7 винтами 9 к нижнему торцу секции 3, после чего предварительно соединяют верхний торец секции

3 с нагружающим диском 10. Для этого устанавливают на верхнем торце секции 3 винты 13, пропускают их резьбовые участки

17 меньшего диаметра в овальные отверстия 23, выполненные в нагружающем диске 10, и пропускают через отверстия 21 и 22, выполненные в проушинах 14, и через отверстия 20, выполненные в резьбовых участках большего диаметра 18 винтов 13, штифты 16. Отверстия 21 и 22 проушин 14 выполнены существенно большего диаметра, чем у штифтов 16. Это позволяет штифтам 16 свободно перемещаться в поперечном направлении в отверстиях 21 и

22 проушин 14, что, в свою очередь, позволяет свободно перемещаться винтам 13 в осевом и в поперечном направлениях. B то же время даже без установки гайки 15 осуществляется, хотя и предварительное, скрепление верхнего торца секции 3 с на5 гружающим диском 10 через разгружающие винты 13, штифты 16 и проушины 14.

Далее вывешивают нагружающий диск

10 с прикрепленной к нему секцией 3 над секцией 4. Благодаря тому, что секция 3

10 скреплена с нагружающим диском 10 через штифты 16,установленные с возможностью поперечного перемещения в отверстиях 21 и 22 проушин 14, а также благодаря тому, что резьбовые участки меньшего диаметра

15 17 винтов 13, пропущенные в овальные отверстия 23 нагружающего диска 10, остаются ненагруженными при вывешивании нагружающего диска 10, создаются благоприятные условия для дальнейшего монта20 жа и регулировки устройства для испытаний. После вывешивания нагружающего диска 10 с прикрепленной к нему секцией 3 над секцией 4 устанавливают нагружающий диск 10 на образец 5, при

25 этом гайками 15 регулируют положение секции 3 относительно секции 4, добиваясь такого расположения секции 3 по высоте, при котором возможно скрепление эластичной плоской кольцевой вставки 7 с верхним тор30 цом секции 4 винтами 8 и одновременно исключение действия веса секции 3 на вставку 7. Так как штифты 16 установлены в отверстиях 21 и 22 проушин 14 с зазором, штифты 16 не препятствуют регулировке по35 ложения секции 3 относительно секции 4.

После окончания регулировки скрепляют вставку 7 с верхним торцом секции 4 винтами 8 и с помощью тяг 12 и силовозбудителей 11 соединяют нагружающий диск

40 10 с силовой рамой 1.

Затем проводят нагружение образца 5 внешним давлением путем подачи рабочей среды в полость 6 и изгибающим моментом при помощи силовозбудителей 11. При этом

45 устройство работает следующим образом.

При действии изгибающего момента на образец 5 секции 3 и 4 благодаря кольцевой вставке 7 могут смещаться друг относительно друга в осевом и поперечном направлении, что делает камеру 2 податливой и

50 исключает ее противодействие изгибающему моменту. Этому способствует также и то, что на кольцевую вставку 7 не действует вес секции 3, так как секция 3 как бы подвешена на винтах 13 к нагружающему диску 10. Ука55 занное обстоятельство позволяет при выборе толщины кольцевой вставки 7 исходить из соображения ее наибольшей податливости и не делать ее слишком толстой и прочной для того, чтобы она выдерживала вес

1716377

24

11

A секции 3. Кроме того, разгруженная от веса секции 3 вставка 7 меньше противодействует взаимному смещению секций 3 и 4 при нагружении образца 5 и его деформировании при действии изгибающего момента.

Взаимному смещению секций 3 и 4 не препятствуют и винты 13, так как они выполнены с полусферическим скруглением 19, обращенным вершиной к нагружающему диску 10 и скреплены с полусферическими гайками 15, контактирующими с полусферической поверхностью нагружающего диска

10. Кроме того, овальные отверстия 23, выполненные в нагружающем диске 10, вытянуты в плоскости установки силовозбудителей 11, т.е. в той плоскости, в которой происходит перемещение образца

5 и секции 3 и 4 при действии изгибающего момента. Винты 13, оси штифтов 16 и отверстий под них 20, 21, 22 в винтах 13 и проушинах 14 расположены в плоскости, проходящей через продольную ось образца

5 перпендикулярно плоскости установки силовозбудителей 11, т,е. расположены в нейтральной плоскости при перемещении образца 5 и секций 3 и 4 при действии изгибающего момента.

По сравнению с известным техническим решением настоящее устройство позволяет разгрузить вставку 7 от веса расположенной над ней секции 3, повысить податливость вставки 7 и тем самым повысить точность нагружения, Формула изобретения

5 1. Устройство для нагружения образцов внешним давлением и изгибающим моментом по авт.св. М 1589117, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя шарнирами, связывающи10 ми нагружающий диск и свободный торец камеры и установленными симметрично относительно оси камеры в плоскости, перпендикулярной плоскости установки силовозбудителей.

15 2. Устройство по п.1,отл и ч а ю щеес я тем, что каждый из шарниров выполнен в виде винта с гайкой, опорная поверхность которой выполнена полусферической, свободный торец камеры выполнен с резьбо20 вым отверстиями, в которых установлены винты, а нагружающий диск выполнен со сквозными ступенчатыми отверстиями, при этом поверхности наружных ступеней выполнены полусферическими и контактируют

25 с полусферическими поверхностями гаек.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что отверстия нагружающего диска выполнены овальными, вытянутыми в плоскости установки силовозбудителей.

1716377

1716377

/5

Иg.

gematW И:3 u F

5сро(но /7 е юскмаии

Составитель - А. Архипов

Редактор И. Сегляник Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Заказ 606 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101