Устройство для испытания на сжатие длинномерных образцов

 

Изобретение предназначено для испытаний на сжатие длинномерных образцов. Устройство содержит основание 4, установленные в нем нагружающий 1 и опорный 2 захваты для образца 3, обойму 6 и секторы 5, сопряженные между собой по коническим поверхностям и кинематически связанные соответственно с основанием 4 и образцом 3 по цилиндрическим поверхностям. Устройство содержит также два пальца 7, установленных в нагружающем захвате 1. Свободный конец каждого пальца 7 входит в соответствующий винтовой паз в основании 4. Торцы захватов 1 и 2 имеют радиально направленные насечки для нагружения образца 3 скручивающим моментом. 2 ил.

Изобретение относится к определению физико-механических свойств металлов и может применяться в машиностроении, авиастроении и других отраслях промышленности для изучения сопротивления материалов пластическому деформированию Известна схема устройства [1] для испытаний длинномерных образцов на сжатие. Устройство содержит основание, соосно установленные в нем нагружающий и опорный захваты для закрепления в них образца по его торцам, сопрягаемые между собой по коническим поверхностям обойму и секторы, кинематически связанные по цилиндрическим поверхностям соответственно с основанием и образцом. К указанным захватам прикладывается деформирующее усилие и тем самым производится сжатие образца без продольного изгиба благодаря наличию обоймы и секторов.

К недостаткам данного устройства относится невозможность сжатия образца с его одновременным скручиванием, необходимым для изучения физико-механических свойств материалов при сложном нагружении.

Изобретение направлено на усовершенствование конструкции устройства для испытаний на сжатие длинномерных образцов, расширение технических возможностей его использования при изучении физико-механических свойств металлов.

Это достигается тем, что устройство снабжено по меньшей мере двумя пальцами, при этом в основании выполнены по меньшей мере два направляющих винтовых паза, пальцы установлены в нагружающем захвате, свободный конец каждого из которых входит в соответствующий винтовой паз, а торцы захватов имеют радиально направленные насечки для нагружения образца скручивающим моментом.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вид по стрелке А.

Устройство содержит нагружающий 1 и опорный захват 2, между которым установлен длинномерный образец. На контактирующихся с образцов торцах захватов 1 и 2 выполнены радиально направленные насечки, обеспечивающие возникновение необходимых для приложения к образцу 2 скручивающего момента сил сцепления между последними захватами. Для обеспечения неподвижного соединения захват 2 установлен по прессовой посадке в основании 4, а захват 1 - по скользящей посадке. На опорную торцевую поверхность основания 4 установлены одинаковые поддерживающие секторы 5, изготовленные в форме усеченного конуса с соосным отверстием, по которому секторы сопрягаются с образцом 3. Обойма 6 выполнена с соосными цилиндрической и конической поверхностями. Она служит для осуществления кинематического взаимодействия между секторами 5 и основанием 4, сопрягаясь при этом с последним по цилиндрической поверхности, а с секторами по конической.

Для осуществления нагружения образца 3 скручивающим моментом в верхней части основания 4 на одинаковом расстоянии друг от друга в окружном направлении выполняют по меньшей мере два направляющих винтовых паза, а в нагружающем захвате 1 для реализации кинематического взаимодействия последнего с основанием 4 установлены по меньшей мере два пальца 7, свободные концы которых входят в соответствующие им винтовые пазы основания 4.

Устройство работает следующим образом.

Образец 3 устанавливают между захватами и секторами 5, которые фиксируют установкой на них обоймы 6. К торцам образца 3 через захваты 1 и 2 прикладывают осевую нагрузку P. При этом благодаря наличию винтового механизма и радиально направленных насечек на рабочих торцах захватов производится одновременно нагружение образца сжимающим усилием и скручивающим моментом, вследствие чего в испытуемом образце возникают деформации сжатия и сдвига. Устройство позволяет изменять соотношение между этими видами деформаций заданием угла подъема направляющего винтового паза - α (см. фиг. 1).

Секторы 5 и обойма 6 обеспечивают деформирование образца без изгиба. Угол конусности сопрягаемых поверхностей этих деталей назначается таким образом, чтобы происходило равномерное сжатие образца по всей его длине.

Для уменьшения сил трения между соприкасающимися поверхностями всех подвижных элементов устройства размещают антифрикционный слой.

С помощью предлагаемого устройства 10 образцов были осажены до деформации ε = 0,2 и с угловой деформацией по всей длине образца (за исключением приконтактной зоны длиной примерно 5 мм) на его наружной поверхности γ = 0,19.

Таким образом, предлагаемое устройство является более универсальным по сравнению с прототипом. Оно достаточно простое и надежное в эксплуатации. Применение устройства в качестве испытательной техники позволяет расширить возможности исследования физико-механических свойств материалов при их пластическом деформировании.

Формула изобретения

Устройство для испытания на сжатие длинномерных образцов, содержащее основание, соосно установленные в основании нагружающий и опорный захваты для закрепления образца по его торцам, обойму и секторы, сопряженные между собой по коническим поверхностям и кинематически связанные соответственно с основанием и образцом по цилиндрическим поверхностям, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере двумя пальцами, при этом в основании выполнены по меньшей мере два направляющих винтовых паза, пальцы установлены в нагружающем захвате, свободный конец каждого из которых входит в соответствующий винтовой паз, а торцы захватов имеют радиально направленные насечки для нагружения образца скручивающим моментом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2