Стенд для прочностных испытаний изделий

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точное™. На раме 1 установлен объект испытаний 3. Система нагружения выполнена в виде двух гидроцилиндров 4 и 5, имеется элемент 6 поглощения энергии. Шток гидроцилиндра А связан с нагружающим элементом 10, а шток гидроцилиндра 5 - с элементом б/Нагружающая полость гидроцилиндра 4 сообщена с подштоковой полостью гидроцилиндра 5. Вследствие разнесения зон деформирования объекта испытаний и поглотителя энергии обеспечиваются условия для наблюдения за деформацией объекта. 1 ИЛ, . :: . . .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 01 N 3/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4886494/28 (22) 28.11.90 (46) 23.02.93. Бюл. 3Ф 7 (71) Подмосковный филиал Государственно. го союзного научно-исследовательского тракторного института (72) Ю,И.Иванов и В.Е.Иванова (56) Испытательная техника. Справочник под ред. Клюева В.В. — М.: Машиностроение, 1982, т.l.

Авторское свидетельство СССР .

N 1325320, кл. 6 01 и 3/08, 1987. (54) СТЕНД ДЛЯ ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ

„„ЯЦ„„1796970 А1

2 (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именйо к испытаниям на прочность. Цель изобретения — повышение точности. На раме 1 установлен объект испытаний 3. Система нагружения выполнена в виде двух гидроцилиндров 4 и 5, имеется элемент 6 поглощения энергии. Шток гидроцилиндра 4 связан с нагружающим элементом 10, а шток гидроцилиндра 5 — с элементом 6. Нагружающая полость гидроцилиндра 4 сообщена с подштоконой полостью гидроцилиндра 5. Вследствие разнесения зондеформирования объекта испытаний и поглотителя энергии обеспечиваются условия для наблюдения за деформацией объекта.

1 ил., 1796970

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к средствам для разрушающих испытаний изделий из хрупких материалов и может быть использовано преимущественно при экспериментальной оценке характеристик элементов- остекления кабины, обеспечивающих защиту оператора транспортного средства от проникающих в его рабочую зону предметов, например, сучьев деревьев.

Известны устройства для механических испытаний на прочность материалов и изделий путем приложения статических нагрузок с помощью гидравлических средств.

Устройства с гидравлическим приводом включают в себя следующие основные функциональные узлы: систему возбуждения нагрузок, содержащую источник гидравлической энергии; силовую оснастку, обеспечивающую закрепление объекта испытаний и передачу на него развиваемой нагрузки; систему управления режимом испытаний; приборы для измерения и регистрации параметров воздействий на объект испытаний и его реакций; систему настройки и калибровки приборного обеспечения: систему защиты, обеспечивающую защиту от перегрузок и разрушения функциональных узлов.

Недостатком известных устройств является то, что внезапное разрушение объекта испытаний, при достаточно большой величине прило>кенной к нему нагрузки, вызывает реактивну о силу в нагружающих звеньях стенда и, следовательно, для определения прочностных характеристик изделий из хрупкого материала требуется обязательное гашение энергии, освобождаемой при ега разрушении.

Наиболее близким па технической сущности к заявляемому стенду является; выбранный в качестве прототипа, стенд для разрушающего испытания на сжатие хрупких материалов, содержащий сквозную камеру, выполненную в виде металлической трубы, охватывающей объект испытаний (образец) и установленной соосно направлению прикладываемой нагрузки (2). При испытаниях сопротивление трубы деформированию обеспечивает торможение процесса разрушения образца. Усилие деформирования образца получают путем вычитания из величины суммарного усилия постоянной величины усилия деформировэния трубы. При разрушении образца вся накопленная энергия передается. на металлическую трубу и гасится вследствие ее деформирования.

Недостатком известного устройства является низкая точность определения усилия дефармиравания объекта испытаний (образца) вследствие того, что усилие деформирования трубы, с помощью которого вычисляется усилие деформиравания образца, в ходе совместнога дефармирования образца и трубы не контролируется, а определяется да начала нэгружения образца. Кроме того, устройства не позволяет проводить испытания изделий, размеры которых больше

10 размеров внутреннего объема трубы. а также устройство в ходе испытаний не обеспечивает возможность проведения визуального контроля за поведением образца, Целью изобретения является повыше15 ние точности испытаний.

Укаэанная цель достигается путем создания условий для измерения прочностных характеристик трубы во время нагружения образца за счет использования в заявляемой конструкции дополнительного гидрацилиндрэ, обеспечивающего разнесение в пространстве зан деформирования образца и металлической трубы.

На чертеже схематично изображен опи25 сываемый стенд, Стенд содержит силовую раму 1, на столе которой устанавливается и жестко крепится с помощью деталей крепления 2 объект 3 испытаний, гидрапривод стенда (не

30 показан), нагружающий гидрацилиндр 4, дополнительный гидрацилиндр 5, элемент 6 поглощения энергии, устройства для измерения сил 7, 8 и устройство для измерения перемещений 9. Шток поршня гидроци35 линдра 4 жестко соединен с нагружающим элементом 10, с помощью которого испытательная нагрузка передается на объект испытаний 3. Нештоковая полость 11 гидроцилиндра 4 соединена с напорной ма40 гистралью 12 гидрапривода стенда, и с помощью трубопровода силоизмерительной магистрали 13 с устройством для измерения сил 8. Штаковая полость 14 гидроцилиндра

4 соединена с помощью трубопровода 15 с

45 нештокавой полостью 16 гидроцилиндра 5 и образует с ней замкнутый объем, заполненный рабочей жидкостью. Количество жидкости берется из расчета наиболее полного обеспечения перемещения штока поршня

50 гидроцилиндра 5 равное объему полости 11 при крайнем утопленном положении штока поршня гидроцилиндра 4. Штоковая (возвратная) полость 17 гидроцилиндра 5 соединена с магистралью слива 18. Опора 19 крепления гидроцилиндра 4, а также траверса 20 обеспечивает монтаж испытательной установки с замыканием силовых цепей . нагружения объекта испытаний 3 и элемента 6 поглощения энергии за счет мнагапозиционного крепления их на сипоеоа раме 1.

1796670

1Î

2О которая воздействует на поршень гидроци- 25 энергии, т.е. величина смещения поршня 30 определяется величиной сжатия элемента 6 поглощения энергии при его деформироваэлемента 6 поглощения энергии. При усилии, вызывающем деформирование элемента 6 поглощения энергии, нагружающий элемент 10 перемещается в сторону объекта

3 испытаний. После того, как зазор между 50 объектом 3 испытаний и нагружающим элементом 10 будет выбран, осуществляется, нагружение объекта 3 испытаний. В ходе нагружения, с помощью устройств для измерения сил 7, 8 и перемещений 9, произ- 55 водится замер и регистрация усилия деформирования элемента 6 поглощения

I

В качестве элемента 6 поглощения энергии в конструкции стенда может быть использовано любое устройство, при деформировании которого происходит поглощение или накопление энергии, например, пружина.

Стенд работает следующим образом, При втянутом положении штока поршня гидроцилиндра 5 устанавливают элемент 6 поглощения энергии, траверсу 20 жестко закрепляют на.раме 1. Объект 3 испытаний устанавливают на столе сИловой рамы 1 с зазором до нагружающего элемента 10 и жестко закрепляют с помощью деталей крепления 2..Опору 19 перемещают и закрепляют на раме 1 в точке. обеспечивающей требуемое направление приложения нагрузки.

8 процессе испытаний рабочая жидкость от насосной установки гидропривода стенда по напорной магистрали 12 подается в полость 11 гидроцилиндра 4. При этом поршень гидроцилиндра 4 перемещается вправо и вытесняет из полости 14 по трубоп- роводу 15 в полость 16 рабочую жидкость, линдра 5. Так как перемещение поршня гидроцилиндра 5 возможно только при изменении линейных размеров силовой цепи деформирования элемента 6 поглощейия нии, то в полости 16 гидроцилиндра.5 начинает возрастать давление до величины давления в напорной магистрали 12. По мере увеличения давления в, напорной магистрэли 12 растет давление в полостях 11, 14 и

16, а, следовательно, растет усилие сжатия энергии и величины его деформирования (сжатия). а также усилия, воздействующего на поршень гидроцилиндра 4 со стороны полости 1 t, Усилие, воздействующее на объект 3 испытаний, получают путем вычитания из величины усилия, воздействующего на поршень гидроцилиндра 4 со стороны полости 11, величины усилия, действующего на этот же поршень со стороны полости 14, т.е. приведенного к поршню гидроцилиндра 4 величины уСилия деформирования элемента 6 поглощения энергии. Деформирование элемента 6 поглощения энергии при испытаниях продолжают до полного разрушения

5 объекта 3 испытаний. Для возврата штока гидроцилиндров 4 и 5 в исходное положение поток рабочей жидкости направляют, с помощью управляющего золотника гидросистемы стенда, в магистраль слива 18, а напорную магистраль 12 соединяют со слив. ным баком гидросистемы стенда.

В предлагаемой конструкции стенда в следствии разнесения зон деформирования объекта йспытаний и элемента поглощения энергии обеспечиваются благо п риятн ые ус. ловия для визуального контроля за поведением объекта испытаний, а также для регистрации:параметров деформирования поглотителя энергии, Становится возможным проведение экспериментальных исследований процессов образования и роста трещин в изделиях из хрупких матерйалов с

О: фотографической, кинематографической или иной регистрацией, Наибольшая приспособляемость данного стенда к разнообразном объектам испытаний и видам нагружения достигается с помощью оснаст5 ки, обеспечивающей изменение направления приложения нагрузки и способа закрепления объекта испытаний. Кроме того, за счет. того, .что деформирование элемента поглощения энергии происходит при контролируемых условиях, то в конструкции стенда можно использовать его различные типы и конструкции.

Таким образом, использование изобретения позволит существенно повысить точность испытаний, а также расширить функциональные возможности испытатель. ного оборудования (стенда).

Формула изобретения

Стенд для прочностных испытаний изделий, содержащий систему нагружения изделия с нагружающим элементом, . связанный с системой нагружения элемент . поглощения эищй ии разрушения изделия, и систему измерения усилий и деформаций, 0 т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности; система нагружения выполнвна s виде двух гидроцилиндров, 179б970

Составитель Ю, Иванов

Техред М.Моргентал

Редактор Т. Иванова

КоРРектоР Н. Ревская

Заказ 647 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/6

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101. шток первого гидроцилиндра связан с на- гружающая полостьпервогогидроцилиндра гружающим элементом, шток второго — с сообщена с подпоршневой полостью второэлементом поглощения энергии, а на- го,