Установка для усталостных испытаний образцов материалов

 

Изобретение предназначено для испытаний на прочность. Цель изобретения расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний при нагружении как осевой нагрузкой с изгибом, так и дополнительно с кручением. Установка содержит рейку 3, толкатель 4, привод 5 перемещения рейки, привод 6 перемещения толкателя, привод 11 поворота рейки, рычаг 15 с грузом 10, захваты 7, 8 образца 9. Осевые перемещения и повороты рейки толкателем преобразуются грузом 10 в осевую и изгибающую нагрузки, при изменении ориентации груза 10 при повороте рейки приводом 11 создаются крутящие усилия. Используют при испытании образцов разных материалов. 1 ил.

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

Известна установка для усталостных испытаний образцов материалов (см. авторское свидетельство N 1672283, С 01 3/34, 1989 г.), содержащие корпус, размещенные в нем зубчатое колесо, рейку, связанную с зубчатым колесом, толкатель для взаимодействия с рейкой, два механизма возвратно-поступательного движения, связанные соответственно с колесом и толкателем, два захвата образца, установленных по оси рейки, один из которых соединен с рейкой, инерционный груз, связанный со вторым захватом.

Недостаток установок состоит в том, что испытания на них проводятся при действии только осевой и изгибающей нагрузок. Нагружение образца также и с участием крутящей нагрузки на установках неосуществимо.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения испытаний как при нагружении осевой нагрузкой и изгибом, так и с участием крутящей нагрузки.

Цель достигается тем, что установка снабжена приводом поворота рейки вокруг своей оси, а инерционный груз установлен эксцентрично относительно оси захватов. При такой конструкции установки вид нагрузки зависит от положения центра инерционного груза относительно плоскости качания: когда центр расположен в плоскости качания образца, тогда нагружение производится только осевым усилием и изгибом, а если центр груза смещается от плоскости качания образца, то на последнем возникает дополнительно крутящий момент. Смещение центра при его эксцентричном расположении относительно оси захватов осуществляется с помощью дополнительного привода вращения путем поворота рейки. Этим достигается цель.

Известно техническое решение (положительное решение по заявке N 4333163/25-28, кл. G 01 N 3/30, 1988), в котором применяют привод поворота рейки вокруг своей оси. Отличие предлагаемого решения состоит в том, что применяют эксцентричное расположение инерционного груза, что в сочетании с толкателем рейки и создает эффект скручивания образца циклически наряду с циклическими осевой и изгибающей нагрузками вместо осевой и крутящий нагрузок в известном решении. Имеем различные режимы испытаний, а значит, и отличия предлагаемого решения существенны.

На чертеже представлена схема установки.

Установка содержит корпус 1, размещенные в нем зубчатое колесо 2, рейку 3, связанную с зубчатым колесом, толкатель 4 для взаимодействия с рейкой 3, два механизма 5, 6 возвратно-поступательного движения, связанные соответственно с колесом 2 и с толкателем 4, два захвата 7, 8 образца 9, установленных по оси рейки, один из которых 7 соединен с рейкой, инерционный груз 10, связанный со вторым захватом 8.

Установка снабжена приводом 11 поворота рейки 3 вокруг своей оси. Инерционный груз 10 установлен эксцентрично относительно оси захватов 7, 8.

Привод поворота рейки выполнен в виде шестерни 11, выполненной в виде ротора или соединенной с ротором, статора 12, корпуса 13, выполненного в форме шарнира, связанного с толкателем 4. Механизмы возвратно-поступательных движений выполнены в виде эксцентриков 5, 6 с роликами 14 и приводами их вращения (не показаны). Эксцентричное размещение груза осуществлено посредством рычага 15.

Установка работает следующим образом.

Включают приводы (не показаны) эксцентриков 5, 6 и через рамки 14 создают возвратно-вращательные движения колеса 2 и возвратно-поступательные перемещения толкателя 4. Рейка 3 под действием колеса 2 совершает возвратно-поступательные перемещения вместе с захватами 7, 8 и грузом 10, в результате чего происходит нагружение образца осевым усилием с изгибом. Толкатель 4 создает возвратно-вращательные движения рейки 3 и дополнительно пригружает образец изгибом с такой же или другой частотой по отношению к изгибу от перемещений рейки в осевом направлении. Этот режим осуществляется при размещении центра тяжести груза 10 в плоскости поворота рейки толкателем. Для создания на образце 9 также крутящих усилий включают привод поворота рейки вокруг своей оси, т. е. включают роторно-статорную пару 11, 12. При повороте рейки вокруг своей оси центр тяжести груза 10 смещается из плоскости поворота рейки толкателем 4 и создается скручивающий момент на образце 9. Уровень скручивающей нагрузки задается углом поворота рычага 15 вокруг оси рейки и увеличивается с ростом плеча момента силы, создаваемого грузом 10.

Установка позволяет проводить испытания в новых режимах при действии осевой и изгибающей нагрузки и дополнительно скручивающей нагрузки, что существенно расширяет возможности испытаний.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ, содержащая корпус, размещенные в нем зубчатое колесо, рейку, связанную с зубчатым колесом, толкатель для взаимодействия с рейкой, два механизма возвратно-поступательного движения, связанные соответственно с колесом и толкателем, два захвата образца, установленные соосно с рейкой, один из которых соединен с рейкой, и инерционный груз, связанный с вторым захватом, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей установки путем обеспечения испытаний как при нагружении осевой нагрузки и изгибом, так и при нагружении крутящей нагрузкой, она снабжена приводом поворота рейки вокруг своей оси, а инерционный груз установлен эксцентрично относительно оси захватов.

РИСУНКИ

Рисунок 1