Устройство для испытания на растяжение

 

Использование: проведение прочностных испытаний на растяжение образцов деталей, изготовленных из различных материалов . Сущность изобретения: на основании 1 устройства для испытания на растяжение установлен нагружатель 2. Две упругие мембранные пластины: повышенной жесткости 3 и малой жесткости 4, жестко связанные с нагружателем, установлены параллельно друг другу и жестко закрепле ны по контуру на неподвижных опорах осно вания 5 и 6 соответственно, ФланЦы 7 и 8 для крепления захватов 9 и 10 концов Образца к мембранам расположены в их центре, 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ф 1 ъ

ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕКИОМ И ATIКРЬ(Гилм

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4748908/28 (22) 16.10.89 (46) 15.07,92, Бюл. N 26 (71) Самарский авиационный институт им, акад. С.П,Королева (72) А.B.Êèðèëëîâ и А.Г.Прохоров (53) 621,174,24(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

M 914854, кл, G 01 М 3/32, 1981, Испытательная техника, т,1, M.: Машиностроение, 1982, с.49. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА

РАСТЯЖЕНИЕ (57) Использование; проведение прочно. >Ы„1747995 А1

s G 01 N З)08 Р

\ стных испытаний на растяжение образцов деталей, изготовленных из различных материалов, Сущность изобретения: на основании 1 устройства для испытания на растяжение установлен нагружатель 2. Две упругие мембранные пластины; повышенной жесткости 3 и малой жесткости 4, >кестко связанные с нагружателем, установлены параллельно друг другу и жестко закреплены по контуру на неподвижных опорах основания 5 и 6 соответственно, Фланцы 7 и S для крепления захватов 9 и 10 концбВ образца к мембранам расположены в их центре, 2 ил, 1747995

Изобретение относится к экспериментальным исследованиям усталостной долговечности и статической прочности при растяжении образцов и деталей.

При проведении прочнбстных испытаний на растяжение образцов и деталей, изготовленных из различных материалов, существенное значение имеют устройства крепления, обеспечивающие заданные условия нагружения, Известна установка для испытания на усталость, которая содер>кит раму и установленные на ней неподвижный и подвижный захваты, шток, один конец которого связан с подвижным захватом, поршень, связанный со штоком, цилиндр для размещения поршня, кривошипно-шатунный механизм привода поршня, Недостатком данной установки является возможность появления B подвижном и неподвижном захватах поперечных смещений, что сказывается на точности проведения эксперимента, Известно устройство для испытания обра,-.:. ов на усталость, в частности, при растяжении, которое имеет основание с у"тановленным через шарнир на нем коромыслом, имеются 2 захвата длч образца

Коромысло обладает возможностью поворачиваться относительно неподвижного шарнира, К одному плечу коромысла через захват крепится образец, соединенный через захват с нагружающим устройством, Существенным недостатком данного устройства является то, что наличие шарнира не позволяет компенсировать возможные поперечные смещения образца, что иска>кает условия одноосного нагружения и снижает точность результатов эксперимента. Кроме того, при проведении длительных испытаний под действием нагрузок происходит появление л,офтов и зазоров, что обусловливает "разбиение" шарнирного узла и снижает точность эксперимента.

Цель изобретения — повышение точности проведения экспериментальных исследований, На фиг, 1 представлено устройство для испытания на растяжение; на фиг, 2 — силовая схема устройства.

Устройство для испытанля на растяжение (фиг, 1) содержит основание 1, установленный на нем нагружатель 2, две упругие мембранные пластины: повышенной жесткости 3 и малой жесткости 4, жестко связанной с нагружателем, обе мембраны 3 и 4 параллельны друг к другу, сцентрированы и жестко закреплены по контуру на неподвижных опорах 5 и 6 основания соответственно; фланцы 7 и 8 для крепления захватов

9 и 10 концов образца к мембранам в их центрах; образец (деталь) 11.

Устройство для испытания на растяжение работает следующим образом.

5 Нагружатель 2, жестко связанный с мембраной 4 малой жесткости, создает ее прогиб, Центральная часть мембранной пластины будет перемещаться по нормали к ее поверхности, а следовательно, и фланец

10 8 с захватом 10 крепления образца 11.

Вместе с фланцем 8 и захватом 10 пер. пендикулярно поверхности пластины будет, перемещаться нижний конец образца 11, Передаваемое усилие через образец вызы15 вает перемещение фланца 7 с захватом 9 и мембраной пластины 3 повышенной >кесткости, которое так>ке будет происходить перпендикулярно плоскости пластин.

Установка упругих пластин различной

20 жесткости вызывает различный прогиб пластин, вследствие чего образец будет испытывать осевые деформации, Известно, что прогиб Л центра жестко закрепленной по контуру круглой пластины, 25 нагруженной в центре силол Р, будет где а — радиус пластины;

D — цилиндрическая жесткость. где h — толщина пластины, Š— модуль упругости пластины;

p — коэффициент Пуассона.

40 . Удлинение цилиндрического образца длиной 1 под действием силы P составляет

Pl

Г

45 где F< — площадь поперечного сечения образца;

Ео — модуль упругого образца.

50 На фиг. 2 показан расчет силовой схемы устройства для прочностных испытаний. "leрез ii, l2,!з обозначены прогибы и удлинение упругой мембранной пластины большой жесткости, образца, упругой мембранной пла55 стины малой жесткости соответственно, Аналогично через АР; обозначены соответственно затраты (потери) на нагружение мембранных элементов и образца.

Уравнение равновесия сил и перемещений будет

1747995 существенно снижает полезную работу устройства (как следует из приведенного силового расчета), Большее соотношение приводит к поте

5 ре эффективности функционирования пластины малбй жесткости, не вызывая компенсации (гашения) поперечных сме цений.

Экспериментальные .исследования об10 разцов с использованием разработанного устройства показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначениг:: предлагаемое устройство для испытания н растяжение обеспечивает строго соосное

15 приложение нагрузки к образцу и отсутст вие люфтов. Так, проведенные замеры поперечных перемещений образцор и ри

r pose,öåíèè экспериментальных нагружений образцов с использованием мембран20 ных пластин с отношением цилиндрических жесткостей 1:3 не зафиксировали поперечных перемещений при погрешности измеряемого инструмента 0,01 .

Р4 = М 1 + ЛРг + Л Рз (3) Аз=ЛИ+ Жг

Из условий равновесия сбразца ЬРг = О, тогда с учетом выражений (1) и (2) система (3) получит вид

Р4= hP>+ ЛРз (4) ЛРз а ЬР1а1 „ЛР1!

16 гг Оз 16.тг где l*, Е*, Р* — приведенные величины для образца с учетом фланцев крепления, р ЬР1 Ьз ЛP)i 16RОз рз р, +

ЕР аз

25 Формула изобретения

Устройство для испытания на растяхке. ние, содержащее основание, установленный на нем нагружатель и два захвата, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыше30 ния точности, оно снабжено двумя соосными, взаимно параллельными и жестко связанными с основанием мембранами и закрепленными в центре каждой мембраны и связанными с соответствующими захвата35 "ми фланцами, мембраны имеют разную цилиндрическую жесткость с отношением 1 — 3, а мембрана с меньшей цилиндрической жесткостью связана с нагружателями. где ЬР1- нагрузка, воспринимаемая мембранной пластиной повышенной жесткости при прогибе hit, с другой стороны, это нагрузка, передаваемая через образец, т,е.

ЛР1 = Po6p

Робр вз 16XD3i )

Е F а

Соотношение цилиндрических жесткостей D пластин целесообразно брать в пропорции 1;3. Меньшее соотношение

41

Ру

Составитель А,Кириллов

Техред МЛоргентал Корректор С.Лисина

Редактор И,Касарда

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

Заказ 2498 Тираж ПодпиСное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5