Установка для испытания образцов на усталость


 


Владельцы патента RU 2455626:

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 содержит корпус, установленные на нем торцевой и консольный захваты образца, привод вращения торцевого захвата, механизм нагружения, включающий эксцентрик с приводом вращения, шаровую подвеску, и упругий элемент, связывающий подвеску с эксцентриком. Установка имеет натяжной механизм, соединенный с одним концом упругого элемента, и две гибких тяги, соединяющие второй конец упругого элемента и подвеску, при этом эксцентрик расположен между тягами. Технический результат: увеличение объема информации путем проведения испытаний вращаемого образца при многоцикловых нагружениях с изменением среднего уровня и амплитуды нагрузки в ходе испытаний. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.

Известна установка для испытания образцов на усталость (патент РФ №1245933, кл. G01N 3/32, 1986), содержащая корпус, установленные на нем торцевой и консольный захваты образца, привод вращения торцевого захвата, механизм нагружения, включающий эксцентрик с приводом вращения, шаровую подвеску, и упругий элемент, связывающий подвеску с эксцентриком.

Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы испытания вращаемого образца при многоцикловых нагружениях с изменением среднего уровня и амплитуды нагрузки в ходе испытаний.

Известна установка для испытания образцов на усталость (патент РФ №1682875, кл. G01N 3/32, 1991), содержащая корпус, установленные на нем торцевой и консольный захваты образца, привод вращения торцевого захвата, механизм нагружения, включающий эксцентрик с приводом вращения, шаровую подвеску, и упругий элемент, связывающий подвеску с эксцентриком.

Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания вращаемого образца при многоцикловых нагружениях с изменением среднего уровня и амплитуды нагрузки в ходе испытаний.

Известна установка для испытания образцов на усталость (патент РФ №2049325, кл. G01N 3/32, 1993), принимаемая за прототип. Установка содержит корпус, установленные на нем торцевой и консольный захваты образца, привод вращения торцевого захвата, механизм нагружения, включающий эксцентрик с приводом вращения, шаровую подвеску, и упругий элемент, связывающий подвеску с эксцентриком.

Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания вращаемого образца при многоцикловых нагружениях с изменением среднего уровня и амплитуды нагрузки в ходе испытаний. Это ограничивает объем информации при экспериментальных исследованиях свойств материалов и изделий.

Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем проведения испытаний вращаемого образца при многоцикловых нагружениях с изменением среднего уровня и амплитуды нагрузки в ходе испытаний.

Технический результат достигается тем, что установка для испытания образцов на усталость, содержащая корпус, установленные на нем торцевой и консольный захваты образца, привод вращения торцевого захвата, механизм нагружения, включающий эксцентрик с приводом вращения, шаровую подвеску, и упругий элемент, связывающий подвеску с эксцентриком, согласно изобретению имеет натяжной механизм, соединенный с одним концом упругого элемента, и две гибких тяги, соединяющие второй конец упругого элемента и подвеску, при этом эксцентрик расположен между тягами.

Технический результат достигается также тем, что эксцентрик выполнен в виде электромагнитной катушки с регулируемой силой притяжения, радиально закрепленной на оси вращения, а тяги выполнены из электромагнитного материала.

Технический результат достигается также тем, что она имеет дополнительные приводы вращения по числу дополнительных циклов нагружения, и упоры, размещенные между тягами и кинематически связанные с дополнительными приводами, при этом тяги на участках между упорами соединены друг с другом.

На фиг.1 представлена схема установки.

Установка для испытания образцов на усталость содержит корпус 1, установленные на нем торцевой 2 и консольный 3 захваты образца 4, привод вращения 5 торцевого захвата, механизм нагружения, включающий эксцентрик 6 с приводом вращения 7, шаровую подвеску 8, упругий элемент 9, взаимодействующий с подвеской.

Установка имеет натяжной механизм 10, соединенный с одним концом упругого элемента 9, и две гибких тяги 11, 12, соединяющие второй конец упругого элемента и подвеску. Эксцентрик 6 расположен между тягами.

Эксцентрик 6 выполнен в виде электромагнитной катушки с регулируемой силой притяжения, радиально закрепленной на валу 13 вращения. Тяги 11, 12 выполнены из электромагнитного материала.

Установка имеет дополнительные приводы вращения 14, 15 по числу дополнительных циклов нагружения и упоры 16, 17, размещенные между тягами 11, 12 и кинематически связанные с дополнительными приводами 14, 15. Тяги 11, 12 на участках между упорами соединены друг с другом струбцинами 18.

Натяжной механизм может быть выполнен винтовым или в виде пресса типовой конструкции. Упругий элемент выполнен в виде пружины.

Установка работает следующим образом.

Натяжным механизмом 10 через упругий элемент 9, тяги 11, 12, подвеску 8 и захват 3 создают начальную изгибающую нагрузку на образце 4. Включают привод 5 и через захват 2 вращают образец 4. Для испытаний при одноцикловом изгибе включают привод 7 и приводят во вращение эксцентрик 6. Эксцентрик 6 поочередно взаимодействует с тягами 11 и 12, отклоняет их от вертикального (по чертежу) положения, изменяет деформацию пружины 9 и изгибающую нагрузку на образце 4. Для изменения среднего уровня нагрузки в циклах используют натяжной механизм 10. Для изменения амплитуды циклов эксцентрик 6 соединяют с источником тока (не показан), в результате чего эксцентрик становится электромагнитом и при взаимодействии с тягами перемещает их в противоположных направлениях, увеличивая и уменьшая нагрузку на образце. Дополнительные изменения амплитуды циклов тем больше, чем больше магнитная сила эксцентрика. Для испытаний при многоцикловом нагружении используют дополнительные приводы 14, 15. Каждый из приводов вращает соответствующий упор 16, 17, который циклически раздвигает тяги 11, 12, чем создаются дополнительные циклы нагружения. Параметры дополнительных циклов задаются частотой вращения упоров и их размерами: чем больше размер «а» по сравнению с размером «б», тем больше амплитуда колебаний в данном цикле, и чем больше размер «а» разных упоров, тем больше амплитуда в разных циклах.

Установка обеспечивает проведение исследований в новых условиях - при многоцикловых нагружениях с изменением среднего уровня и амплитуды нагрузки в ходе испытаний, что увеличивает объем получаемой информации.

1. Установка для испытания образцов на усталость, содержащая корпус, установленные на нем торцевой и консольный захваты образца, привод вращения торцевого захвата, механизм нагружения, включающий эксцентрик с приводом вращения, шаровую подвеску, и упругий элемент, связывающий подвеску с эксцентриком, отличающаяся тем, что она имеет натяжной механизм, соединенный с одним концом упругого элемента, и две гибких тяги, соединяющие второй конец упругого элемента и подвеску, при этом эксцентрик расположен между тягами.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что эксцентрик выполнен в виде электромагнитной катушки с регулируемой силой притяжения, радиально закрепленной на оси вращения, а тяги выполнены из электромагнитного материала.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она имеет дополнительные приводы вращения по числу дополнительных циклов нагружения, и упоры, размещенные между тягами и кинематически связанные с дополнительными приводами, при этом тяги на участках между упорами соединены друг с другом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий. .

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .
Изобретение относится к технике испытаний, в частности к способам испытаний конструкционных материалов на усталость, позволяющим контролировать восстановление усталостной прочности деталей в процессе их ремонта и после него.

Изобретение относится к испытательной технике, позволяющей проводить неразрушающие определения прочностных характеристик элементов конструкций по величине их саморазогрева при циклическом нагружении.

Изобретение относится к механическим испытаниям изделий, в частности к вибрационным усталостным испытаниям деталей. .

Изобретение относится к области измерений и, в частности, к способам контроля механических характеристик композиционных материалов путем исследования электромагнитной эмиссии при трещинообразовании и разрушении.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для определения оптимального числа нагелей в двухслойных деревянных конструкциях балочного типа. .

Изобретение относится к области машиностроения (литейное производство), более конкретно к способам определения механических свойств материалов литых стержневых деталей, а именно к способам определения динамических: модуля упругости Юнга и коэффициента Пуассона.

Изобретение относится к испытательной технике. .

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность, преимущественно образцов эквивалентных материалов, используемых при моделировании физико-механических процессов в горном массиве.

Изобретение относится к неразрушающему контролю несущей способности строительных и других конструкций из материалов с линейной зависимостью между нагрузкой и деформацией материала

Изобретение относится к испытанию материалов на циклическую прочность (выносливость) и определение параметров их кривой усталости и может быть использовано для определения усталостных характеристик материала в разных областях долговечности

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания трубчатых образцов на усталость при сложном напряженном состоянии, и может быть применена в заводской и исследовательской лаборатории

Изобретение относится к характеризации сопротивления усталостным напряжениям детали, начиная с ее профиля поверхности

Изобретение относится к установкам для ударных нагружений образцов горных пород, моделей из эквивалентных материалов

Изобретение относится к области испытаний деталей машин, а более точно касается способа определения скорости роста трещин от циклических нагрузок в образцах, вырезанных из деталей авиационных двигателей

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность

Изобретение относится к исследованию физико-механических свойств металлов и может использоваться в различных областях промышленности

Изобретение относится к технике испытаний на усталость, а именно к способам испытаний материалов, в частности асфальтобетона, на усталость при циклических динамических воздействиях
Наверх