Многообразцовая установка для усталостных резонансных испытаний

 

Многообразцовая установка для усталостных резонансных испытаний предназначена для испытаний на прочность. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний как при циклическом нагружении, так и при разгрузке с регистрацией энергии упругого восстановления деформаций отдельных образцов или группы. Содержит захваты 3, 4 для образцов 5, фиксаторы (Ф) 11, 12, 13, 7, гидроцилиндры 2, 14 с поршнями 10, 15, кулачки 8 с приводом 17. Циклическое нагружение осуществляется кулачками 8 при включенных Ф 12, разгрузка - при включенных Ф 11, 13 и выключенных Ф 12. Процесс энергоотдачи фиксируется по перемещению поршня 15 датчиком 16. Используют при испытании образцов разных материалов и изделий. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям образцов материалов и изделий на прочность.

Известна многообразцовая установка для усталостных испытаний образцов (авт.св. N 1033922, кл. G 01 N 3/08, 1983), содержащая основание, радиально установленные на нем пары захватов для каждого образца, упор, расположенный в центре основания и взаимодействующий с одним из каждой пары захватов, механизм циклического нагружения, связанный с захватами.

Наиболее близкой по конструкции и достигаемому эффекту к изобретению является многообразцовая установка для усталостных резонансных испытаний [1] , содержащая основание, радиально установленные на нем направляющие втулки, пары захватов для каждого образца, расположенные во втулках, цилиндрический упор с фиксатором, установленный в центре основания и взаимодействующий с одним из каждой пары захватов, механизм циклического нагружения, связанный со вторым захватом каждой пары.

Недостаток установок состоит в том, что на них неосуществимы испытания при разгрузке отдельных образцов или группы с изменением энергии упругого восстановления деформаций образцов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний как при циклическом нагружении, так и при разгрузке с регистрацией энергии упругого восстановления деформаций отдельных образцов или группы.

Это достигается тем, что установка снабжена гидроцилиндрами по числу пар захватов с поршнями, установленными во втулках с возможностью осевого перемещения, фиксаторами осевого перемещения гидроцилиндров во втулках, фиксаторами перемещения захватов относительно гидроцилиндров, гидроцилиндром, установленным на основании, с поршнем, измерителем перемещения последнего, при этом гидроцилиндры, расположенные во втулках, контактируют с упором, их поршни - с одним из захватов каждой пары, а подпоршневые полости всех цилиндров гидравлически соединены.

При такой конструкции установки при включенном фиксаторе захвата, связанного с поршнем, на каждой паре захватов, испытания проходят, как на прототипе - при взаимодействии или при независимом нагружении образцов в группе. Но при фиксации цилиндров относительно втулок, при фиксации второго захвата и расфиксации первого захвата каждой пары происходит упругое восстановление деформаций образца или группы, перемещение поршней и регистрация этого перемещения по перемещению одного из поршней. Это дает новый эффект - разгрузку образцов или группы с регистрацией энергии упругого восстановления деформаций образцов, что на прототипе неосуществимо и приводит к достижению цели.

На чертеже представлена схема установки.

Установка содержит основание 1, радиально установленные на нем направляющие втулки 2, пары захватов 3, 4 для каждого образца 5, расположенные во втулках 2, цилиндрический упор 6 с фиксаторами 7, размещенный в центре основания и взаимодействующий с одним из каждой пары захватов 3, механизм 8 циклического нагружения, связанный со вторым 4 захватом каждой пары.

Установка снабжена гидроцилиндрами 9 по числу пар захватов с поршнями 10, установленными во втулках с возможностью осевого перемещения, фиксаторами 11 осевого перемещения гидроцилиндров во втулках 2, фиксаторами 12, 13 перемещения захватов 3, 4 относительно гидроцилиндров 9, гидроцилиндром 14 с поршнем 15, установленным на основании 1, измерителем 16 перемещения поршня 15. Гидроцилиндры 9 контактируют с упором 6, их поршни 10 соединены с захватами 3 каждой пары. Подпоршневые полости всех гидроцилиндров 9, 14, гидравлически связаны между собой.

Механизм циклического нагружения выполнен в виде кулачков 8, вращаемых приводом 17 и цепной передачей 18 с натяжным роликом 19. Все фиксаторы выполнены электромагнитными, измеритель 16 - в виде датчика линейного перемещения.

Установка работает следующим образом.

Включают фиксаторы 12 и выключают фиксаторы 11, 13. Включают привод 17 и посредством цепной передачи 18 приводят во вращение кулачки 8, которые через захваты 4 циклически деформируют образца 5. Для испытаний при независимом деформировании образцов включают фиксатор 7 и соединяют упор 6 с основанием 1, для испытаний при силовом взаимодействии образцов выключают фиксатор 7, силовое взаимодействие образцов осуществляется через подвижный упор 6, при этом распределение усилий задано взаимным расположением осей втулок 2 по углу окружности основания.

Для испытаний при разгрузке образцов привод 17 выключают в положении кулачков, создающих заданную деформацию образцов Включают фиксаторы 11 и фиксаторы 13 и выключают фиксаторы 12. За счет упругого восстановления деформаций образцов захваты 3 смещают поршни 10, что приводит к смещению поршня 15. Смещение поршня 15 регистрируется измерителем 16 и по диаграмме смещения с учетом инерционной массы поршня 15 и силы трения на его перемещение определяют энергоотдачу образцов и динамику процесса упругого восстановления деформаций. Порядок разгрузки образцов определяют порядком выключения фиксаторов 12.

Установка позволяет проводить испытания в новых режимах - при периодической разгрузке отдельных образцов или группы с регистрацией параметров процесса упругого восстановления деформаций на разных стадиях деформирования, что расширяет возможности испытаний.

Формула изобретения

МНОГООБРАЗЦОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ИСПЫТАНИЙ, содержащая основание, радиально установленные на нем направляющие втулки, пары захватов каждого образца, расположенные во втулках, цилиндрический упор с фиксатором, расположенный перпендикулярно в центре основания, и механизм циклического нагружения, связанный с одним захватом каждой пары, отличающаяся тем, что с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения испытаний как при циклическом нагружении, так и при разгрузке с регистрацией энергии упругого восстановления деформации отдельных образцов или группы, установка снабжена гидроцилиндрами по числу пар захватов, установленными во втулках с возможностью осевого перемещения, фиксаторами осевого перемещения гидроцилиндров во втулках, фиксаторами перемещения захватов относительно гидроцилиндров, дополнительным гидроцилиндром, установленным на основании, измерителем перемещения поршня дополнительного гидроцилиндра, корпусы гидроцилиндров, расположенных во втулках, контактируют с цилиндрическим упором, шток - с вторым захватом каждой пары, а гидроцилиндры гидравлически связаны между собой.

РИСУНКИ

Рисунок 1