Устройство для нагружения образца

 

Изобретение предназначено для испытаний на прочность. Цель изобретения расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний как при статических, так и при ударных нагружениях и совместно при статических и ударных нагрузках с независимым регулированием скоростей ударного и статического нагружений. Устройство содержит захваты 2, 4 для образца 3, катушку 5 с автономными секциями, грузы 7, 9 в виде якорей, направляющую 6 с упорами 10, 11, пружину 8. Статические нагрузки создаются путем перемещения груза 7 при переключении секций катушки 5. Ударные нагрузки создаются путем перемещения груза 9 до упоров 10, 11. Используют при испытании образцов материалов и изделий. 1 ил.

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

Известно устройство для нагружения образца (авторское свидетельство СССР- N 1415104, кл. G 01 M 7/00, 1987), а также устройство для нагружения образца (положительное решение по заявке N 4815738/28, кл. G 01 N 3/32, 1991). Устройства содержат основание, закрепленные на нем пассивный захват, предназначенный для взаимодействия с образцом активный захват, полую секционную катушку с автономным подключением секций, установленную по оси катушки направляющую, груз, размещенный на направляющей и выполненный с образованием системы якорь-обмотка с катушкой, пружину, соединяющую груз с активным захватом.

Недостаток устройства состоит в том, что испытания на них проходят только при статических скоростях изменения нагрузок на образце. Ударные нагружения или ударные пригрузки на статически изменяющиеся усилия при независимо изменяющихся скоростях статической и ударной нагрузки на устройствах неосуществимы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения испытаний как при статических, так и при ударных нагружениях и совместно при статических и ударных нагрузках с независимым регулированием скоростей ударного и статического нагружения.

Цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным грузом, размещенным на направляющей и выполненным с образованием системы якорь-обмотка с катушкой, двумя ограничителями хода дополнительного груза вдоль направляющей, при этом направляющая выполнена с обеспечением осевого перемещения и жестко соединена с активным захватом.

При такой конструкции устройства образуется дополнительный источник нагрузки в виде дополнительного груза и упоров на направляющей. При соответствующем выполнении направляющей и соединении ее с захватом этот дополнительный источник и обеспечивает ударные нагружения или пригрузки, независимо от циклических или постоянных нагрузок на образце от первого источника. Этим достигается цель.

Известно техническое решение (положительное решение по заявке N 4695095/25-28, кл. G 01 N 3/32, 1989), в котором применяют направляющую с двумя упорами, грузом между ними, причем направляющая соединена жестко с активным захватом, притом имеется еще один источник нагрузки, аналогичный предлагаемому решению. Отличие предлагаемого решения состоит в том, что дополнительный груз, а также основной груз, выполнены с обеспечением взаимодействия с катушкой из многих секций, а в известном решении они выполнены с обеспечением взаимодействия с движущейся лентой. Это создает разные эффекты: в известном решении строго связанные между собой скорости статического нагружения и ударов, поскольку обе скорости задаются движением одной ленты, в предлагаемом решении независимую регулировку скоростей статического и ударного нагружения, поскольку эти скорости задаются переключением секций катушек в соответствии с программой испытаний. Предлагаемое решение, таким образом, реализует более широкие условия испытаний, поэтому отличие его является существенным.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит основание 1, закрепленные на нем пассивный захват 2, предназначенный для взаимодействия с образцом 3 активный захват 4, полую секционную катушку 5 с автономным подключением секций, установленную в катушке направляющую 6, груз 7, размещенный на направляющей и выполненный с образованием системы якорь-обмотка с катушкой 5, пружину 8, соединяющую груз 7 с активным захватом 4. Устройство снабжено дополнительным грузом 9, размещенным на направляющей 6 и выполненным с образованием системы якорь-обмотка с катушкой 5, двумя ограничителями 10, 11 ход дополнительного груза вдоль направляющей. Направляющая 6 выполнена с обеспечением осевого перемещения и жестко соединена с активным захватом 4.

Устройство работает следующим образом.

Для статического нагружения образца 3 сжимающим или растягивающим усилием последовательно переключают секции катушки 5 и смещают груз 7 в направлении образца (для сжатия) или в направлении от образца (для растяжения). Перемещающийся груз 7 деформирует пружину 8 и через захват 4 нагружает образец 3 со скоростью, задаваемой скоростью переключений секций. Для ударного пригружения образца включают секции, взаимодействующие с грузом 9 и перемещают его вдоль направляющей 6 до соударения с упором 10 (для сжатия) или с упором 11 (для растяжения). При этом удар через направляющую 6 и захват 4 сообщается образцу 3. Скорость удара регулируется также скоростью переключения секций катушки 5, взаимодействующих с грузом 9. Испытания могут проходить при циклическом изменении нагрузки с ударными пригрузками или разгрузками, в зависимости от направления перемещений грузов 7, 9, при затухающих колебаниях нагрузки (при выключении секций, связанных с грузом 7, после смещения его до заданного положения) и ударных пригрузках, при постоянной нагрузке с пригрузками или разгрузками.

Устройство позволяет расширить условия испытаний благодаря использованию двух источников нагружения с независимым регулированием скорости приложения нагрузки от каждого из них.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРУЖЕНИЯ ОБРАЗЦА, содержащее основание, закрепленные на нем пассивный захват, активный захват, секционную катушку с автономным подключением секций, направляющую, установленную соосно с катушкой, груз, установленный на направляющей и выполненный в виде якоря, размещенного в катушке, и пружину, соединяющую груз с активным захватом, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения испытаний как при статических, так и при ударных нагружениях с независимым регулированием скоростей ударного и статического нагружения, устройство снабжено дополнительным грузом, установленным на направляющей, выполненным аналогично основному, двумя ограничителями хода дополнительного груза вдоль направляющей, которая установлена с возможностью продольного перемещения и жестко соединена с активным захватом.

РИСУНКИ

Рисунок 1