Установка для механических испытаний образцов материалов при циклическом нагружении
Владельцы патента RU 2376573:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU)
Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка для механических испытаний образцов материалов при циклическом нагружении содержит основание с направляющей, установленные соосно направляющей пассивный и активный захваты образца и механизм циклического нагружения, включающий соосную направляющей силовую пружину, одним концом соединенную с активным захватом, толкатель, соединенный со вторым концом пружины, ползун для взаимодействия с толкателем, привод ползуна с эксцентриком и инерционный груз, закрепленный на толкателе. Причем эксцентрик выполнен в виде электромагнита с регулируемой силой притяжения и установлен с возможностью электромагнитного взаимодействия с ползуном, а ползун выполнен из электромагнитного материала и жестко соединен с толкателем. Техническим результатом является увеличение объема информации путем обеспечения исследований при регулировании амплитуды циклической нагрузки в ходе испытаний при нагружении с постоянной и затухающей амплитудами. 1 ил.
Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для механических испытаний образцов материалов при циклическом нагружении (патент РФ №2047144, 1993), содержащая основание с направляющей, установленные соосно направляющей пассивный и активный захваты образца и механизм циклического нагружения, включающий соосную направляющей силовую пружину, одним концом соединенную с активным захватом, толкатель, соединенный со вторым концом пружины, ползун для взаимодействия с толкателем, привод ползуна с эксцентриком и инерционный груз, закрепленный на толкателе.
Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы исследования при регулировании амплитуды циклической нагрузки в ходе циклических испытаний и испытаний с затухающей амплитудой нагрузки.
Известна установка для механических испытаний образцов материалов при циклическом нагружении (патент РФ №1672293, 1991), содержащая основание с направляющей, установленные соосно направляющей пассивный и активный захваты образца и механизм циклического нагружения, включающий соосную направляющей силовую пружину, одним концом соединенную с активным захватом, толкатель, соединенный со вторым концом пружины, ползун для взаимодействия с толкателем, привод ползуна с эксцентриком и инерционный груз, закрепленный на толкателе.
Недостаток установки состоит в том, что на ней также неосуществимы исследования при регулировании амплитуды циклической нагрузки в ходе циклических испытаний и испытаний с затухающей амплитудой нагрузки.
Известна установка для механических испытаний образцов материалов при циклическом нагружении (патент РФ №1590956, 1990), принимаемая за прототип. Установка содержит основание с направляющей, установленные соосно направляющей пассивный и активный захваты образца и механизм циклического нагружения, включающий соосную направляющей силовую пружину, одним концом соединенную с активным захватом, толкатель, соединенный со вторым концом пружины, ползун для взаимодействия с толкателем, привод ползуна с эксцентриком и инерционный груз, закрепленный на толкателе.
Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы исследования при регулировании амплитуды циклической нагрузки в ходе циклических испытаний и испытаний с затухающей амплитудой нагрузки.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем обеспечения исследований при регулировании амплитуды циклической нагрузки в ходе испытаний при нагружении с постоянной и затухающей амплитудами.
Технический результат достигается тем, что установка для механических испытаний образцов материалов при циклическом нагружении, содержащая основание с направляющей, установленные соосно направляющей пассивный и активный захваты образца и механизм циклического нагружения, включающий соосную направляющей силовую пружину, одним концом соединенную с активным захватом, толкатель, соединенный со вторым концом пружины, ползун для взаимодействия с толкателем, привод ползуна с эксцентриком и инерционный груз, закрепленный на толкателе, согласно изобретению эксцентрик выполнен в виде электромагнита с регулируемой силой притяжения и установлен с возможностью электромагнитного взаимодействия с ползуном, а ползун выполнен из электромагнитного материала и жестко соединен с толкателем.
Прототип имеет жесткую механическую связь ползуна с приводом, не допускающую изменения пределов перемещения ползуна в ходе опыта, а предлагаемая установка связывает ползун с приводом электромагнитной силой с регулируемой величиной. Путем изменения силы притяжения в ходе испытаний меняются пределы перемещений ползуна и, соответственно, амплитуда циклической нагрузки. При этом сохраняется чередование циклической нагрузки с постоянной и затухающей амплитудами. Этим достигается технический результат.
На фиг.1 представлена схема установки.
Установка для механических испытаний образцов материалов при циклическом нагружении содержит основание 1 с направляющей 2, установленные соосно направляющей пассивный 3 и активный 4 захваты образца 5 и механизм циклического нагружения, включающий соосную направляющей силовую пружину 6, одним концом соединенную с активным захватом 4, толкатель 7, соединенный со вторым концом пружины 6, ползун 8 для взаимодействия с толкателем 7, привод 9 ползуна с эксцентриком 10 и инерционный груз 11, закрепленный на толкателе 7.
Эксцентрик 10 выполнен в виде электромагнита с регулируемой силой притяжения и установлен с возможностью электромагнитного взаимодействия с ползуном 8. Ползун 8 выполнен из электромагнитного материала и жестко соединен с толкателем 7.
Эксцентрик 10 закреплен на диске 12 без возможности механического контакта с ползуном 8, толкателем 7 и направляющей 2. Диск 12 соединен с приводом 9.
Установка работает следующим образом.
Включают привод 9 и приводят во вращение диск 12 с электромагнитным эксцентриком 10. При достижении заданной скорости вращения диска 12, определяемой частотой нагружения образца 5, на электромагните 10 создают заданную силу притяжения. С этого момента электромагнит 10 приводит в возвратно-поступательные движения ползун 8 и толкатель 7 вдоль направляющей 2 и создает циклическое деформирование пружины 6. Пружина 6 создает через активный захват 4 циклические нагрузки на образце 5. Для изменения амплитуды нагрузки на образце 5 изменяют силу притяжения электромагнита 10: чем выше сила притяжения, тем в больших пределах перемещается ползун 8 и толкатель 7, тем в больших пределах деформируется пружина 6 и тем больше амплитуда нагрузки на образце 5. При выключении электромагнита 10 груз 11 с пружиной 6 создают на образце 5 затухающие колебания нагрузки. Выключение электромагнита может быть произведено в любой момент цикла нагружения как на стадии сжатия, так и на стадии растяжения образца. Это определяется величиной и знаком начальной нагрузки последующих затухающих циклов.
Установка обеспечивает испытания образцов в новых условиях - при регулировании амплитуды циклической нагрузки в ходе испытаний при нагружении с постоянной и затухающей амплитудами.
Установка для механических испытаний образцов материалов при циклическом нагружении, содержащая основание с направляющей, установленные соосно направляющей пассивный и активный захваты образца и механизм циклического нагружения, включающий соосную направляющей силовую пружину, одним концом соединенную с активным захватом, толкатель, соединенный со вторым концом пружины, ползун для взаимодействия с толкателем, привод ползуна с эксцентриком и инерционный груз, закрепленный на толкателе, отличающаяся тем, что эксцентрик выполнен в виде электромагнита с регулируемой силой притяжения и установлен с возможностью электромагнитного взаимодействия с ползуном, а ползун выполнен из электромагнитного материала и жестко соединен с толкателем.
