Установка для испытания на продольный изгиб

 

Изобретение относится к экспериментальному определению критических значений сжимающей силы при исследовании образцов в лабораторных условиях. Установка для испытания на продольный изгиб содержит нижнюю и верхнюю опоры для установки образца, плиту с закрепленными на ней двумя направляющими, на которых установлены две траверсы, силовой возбудитель, в качестве которого используется свинцовая дробь, которая поступает в нижнюю приемную емкость из верхней емкости, размещенной на верхней траверсе, через окно с затвором, закрытие которого обеспечивается электромагнитом. В цепь питания электромагнита последовательно включен микровыключатель, шток которого разрывает цепь питания при опускании на него приемной емкости с силовым возбудителем при достижении силы тяжести приемной емкости с силовым возбудителем критического значения продольной нагрузки для образца. Данное изобретение позволяет обеспечивать плавное изменение нагружающей образец продольной силы, а следовательно, повысить точность определения критического значения продольной нагрузки для образца в широком динамическом диапазоне. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для испытания образцов на продольный изгиб и может быть использовано для экспериментального определения критических значений сжимающей силы при исследовании образцов из различных мaтериалов в лабораторных условиях.

Известны установки для испытаний на продольный изгиб шарнирно опертых стержней (рис. 183) и установка для испытания защемленного стержня (рис. 184) [Афанасьев А. А., Марьин В.А. Лабораторный практикум по сопротивлению материалов. Изд. 2-е, перераб. , и доп. Главная редакция физико-мaтeмaтичecкoй литерaтypы изд-вa "Наyкa", 1975. с. 274-275].

Недостатком указанных конструкций является ограниченное применение, так как установка для испытаний шарнирно опертых стержней (рис. 183) предназначена для исследований образцов значительной длины (до 2 м), а установка для испытания защемленного стержня (рис. 184) используется для испытаний образцов значительной гибкости. И потому для исследований на приведенных установках используются специально подготовленные образцы.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту является установка для испытания на продольный изгиб образца, защемленного одним концом (рис. 184).

Недостатком этой конструкции является ступенчатое нагружение образцов сменными гирями, при котором точное зафиксирование момента потери устойчивости образца затруднено и это вызывает неточность определения критической силы.

Целью изобретения является расширение диапазона установки испытанием образцов определенных длин с плавным изменением продольной силы.

Цель достигается тем, что нижняя опора размещена на плите, на которой также установлены направляющие с размещенными в них с возможностью перемещения верхней и нижней траверсами. В роли силового возбудителя применяется свинцовая дробь, поступающая из верхней емкости через отверстие на дне, причем открытие отверстия обеспечивается затвором, кинематически связанным с электромагнитом, в цепь питания которого последовательно включен микровыключатель со штоком. При потере продольной устойчивости образца, которая имеет место при превышении суммарной силы тяжести верхней опоры и емкости с поступившей в нижнюю емкость дробью, последняя опускается на шток микровыключателя, разрывая цепь питания электромагнита и тем самым закрывая отверстие в верхней емкости.

Установка (фиг. 1) состоит из плиты 1 с закрепленными на ней двумя направляющими 2, на которых установлены две траверсы 3 и 4.

На верхней траверсе 4 жестко закреплена верхняя емкость 5 с отверстием в нижней части дна. Отверстие оснащено электрозатвором 6 с пружиной 14. В отверстие средней части нижней траверсы 3 сверху установлена верхняя опора 8, имеющая возможность перемещения в вертикальном направлении и закрепленная с нижней емкостью 7 (фиг.2). А нижняя опора 10 установлена на плите 1 с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости для центрирования с целью установки образца 9 вертикально. Нижняя опора 10 зажимом обеспечивает жесткое защемление нижнего конца образца 9. На нижней траверсе 3 размещен также микровыключатель 11 со штоком 13 (фиг.2). Для питания электрического затвора 6 используется понижающий трансформатор 12.

Установка работает следующим образом. Испытуемый образец 9 устанавливается между верхней 8 и нижней 10 опорами. В зависимости от длины образца 9 устанавливают и фиксируют нижнюю 3 и верхнюю 4 траверсы перемещением по направляющим 2. При отсутствии нагрузки на верхнюю опору 8 образец 9 имеет прямолинейное устойчивое состояние и между нижней стороной дна нижней емкости 7 и нижней траверсой 3 предварительно устанавливается определенный зазор S.

При нажатии кнопки включателя питания электрического затвора 6 якорь электромагнита преодолевает силу пружины 14, с которой кинематически связан, открывает отверстие на дне верхней емкости 5, и свинцовая дробь через него начинает поступать из верхней емкости 5 в нижнюю 7. По мере поступления в нижнюю емкость 7 дробь (силовой возбудитель) постепенно нагружает через верхнюю опору 8 испытуемый образец 9. В момент потери продольной устойчивости, когда суммарная сила тяжести поступившей в емкость 7 дроби с учетом сил тяжестей самой емкости 7 и верхней опоры 8 достигнет критического значения продольной нагрузки для испытуемого образца, нижняя емкость 7 опускается на нижнюю траверсу 3, выбрав, таким образом, установленный зазор S. В результате опускания нижней емкости 7 шток 13 микровыключателя 11 утапливается, отключая питание электромагнита, что обеспечивает мгновенное закрытие электрозатвора 6, что увеличивает точность фиксирования значения критической силы.

Опытное значение критической силы будет равно суммарному значению сил тяжестей нижней емкости 7 с верхней опорой 8 и поступившей в нее до момента закрытия затвора свинцовой дроби и определяется последующим взвешиванием.

Указанная установка обеспечивает расширение диапазона испытуемых образцов по длине и высокую точность определения критической силы.

Формула изобретения

Установка для испытания на продольный изгиб, содержащая нижнюю и верхнюю опоры для установки образца и силовой возбудитель, отличающаяся тем, что она снабжена плитой с закрепленными на ней двумя направляющими, на которых установлены две траверсы, а в роли силового возбудителя используется свинцовая дробь, которая поступает из верхней емкости, размещенной на верхней траверсе, через окно с затвором, закрытие которого обеспечивается электромагнитом, а в цепь питания последнего последовательно включен микровыключатель, шток которого разрывает цепь питания при опускании на него приемной емкости с силовым возбудителем при достижении силы тяжести приемной емкости с силовым возбудителем критического значения продольной нагрузки для образца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2