Установка для испытания трубчатых образцов на усталость при сложном напряженном состоянии


 


Владельцы патента RU 2462697:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" (RU)

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. Установка содержит маслофильтр, бак с маслом, коллектор, предохранительный клапан для фиксации давления, электродвигатели, червячные редукторы, гидронасос, маслопроводы, манометр, трубчатый образец, кривошипно-шатунный механизм и прерыватель. Установка дополнительно содержит электродвигатель с червячным редуктором и двумя гидронасосами. К торцу образца прикреплено коромысло. Установлены три гидроцилиндра со штоками, один из которых контактирует с концом трубчатого образца, а два других - с коромыслом. Коллектор выполнен в виде трех емкостей, соединенных вместе, к которому введены дополнительно два манометра и два предохранительных клапана для фиксации давления, а также прикреплены по одному запорному клапану к двум емкостям и два запорных клапана к третьей емкости. Технический результат - расширение функциональных возможностей путем испытания трубчатого образца на кручение, изгиб и изгиб с кручением как с внутренним давлением, так и без него. 1 ил.

 

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.

Известен стенд для испытания труб внутренним давлением и на изгиб и гидравлическая система стенда (патент РФ 2222800, МКИ G01N 3/10, G01N 3/36, опубл. 2004.01.27), содержащий электрические двигатели, испытуемую трубу, бак с маслом, гидравлические насосы, распределительные клапаны и маслопроводы.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для испытания труб переменному внутреннему давлению (статья: Сопротивление труб из твердого поливинилхлорида переменному внутреннему давлению. Механика полимеров, 1967, с.747-749), содержащая маслофильтр, бак с маслом, коллектор, предохранительный клапан для фиксации давления, электродвигатели, червячные редукторы, гидронасос, маслопроводы, манометр, трубчатый образец, кривошипно-шатунный механизм и прерыватель.

Недостатком установки является то, что она не обеспечивает испытание трубчатого образца на кручение, изгиб и изгиб с кручением как с внутренним давлением, так и без него.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей путем испытания трубчатого образца на кручение, изгиб и изгиб с кручением как с внутренним давлением, так и без него.

Для решения этой задачи в установке, содержащей маслофильтр, бак с маслом, коллектор, предохранительный клапан для фиксации давления, электродвигатели, червячные редукторы, гидронасос, маслопроводы, манометр, трубчатый образец, кривошипно-шатунный механизм и прерыватель, дополнительно установлен электродвигатель с червячным редуктором и двумя гидронасосами, к торцу образца прикреплено коромысло, установлены три гидроцилиндра со штоками, один из которых контактирует с концом трубчатого образца, а два других - с коромыслом, коллектор выполнен в виде трех емкостей, соединенных вместе, к которому введены дополнительно два манометра и два предохранительных клапана для фиксации давления, а также прикреплены по одному запорному клапану к двум емкостям и два запорных клапана к третьей емкости. Технический результат - испытание трубчатого образца на кручение, изгиб и изгиб с кручением как с внутренним давлением, так и без него.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена схема установки.

Установка содержит маслофильтр 1, бак с маслом 2, запорные вентили 3, маслопроводы 4, 5, 7, 10, 13, 16, 22, 23, 24, 32, 33, 38, 39, 40, 41, 45, 47 и 48, электродвигатели 6, 12 и 36, червячные редукторы 8, 14 и 36, шестеренные гидронасосы 9, 11 и 15, предохранительные клапаны 18, 43 и 46 для фиксации давления в емкостях коллектора 20 и манометры 17, 19 и 44 для измерения давления в упомянутых емкостях, штоки 21, 26 и 28 соответственно гидроцилиндров 25, 27 и 30, коромысло 29, жестко соединенное с трубчатым образцом 31, кривошипно-шатунный механизм 37 для привода в действие прерывателя давления 34 и запорные клапаны 42.

Заявляемая установка для испытания трубчатого образца на кручение, изгиб и изгиб с кручением как с внутренним давлением, так и без него позволяет решить поставленную задачу.

Действительно, давление, создаваемое гидронасосами 9, 11 и 15, подается соответственно в трубчатый образец 31, в гидроцилиндры 27, 30 и 25, которые нагружают трубчатый образец 31 на кручение, изгиб и изгиб с кручением.

Установка для испытания трубчатых образцов на усталость при сложном напряженном состоянии работает следующим образом. Электродвигатель 6 через червячный редуктор 8 приводит в действие шестеренные насосы 9 и 11, которые при открытых запорных вентилях 3 забирают масло из бака 2 и по маслопроводам 4, 10 и 7, 48 подают в коллектор 20.

Одновременно электродвигатель 12 через червячный редуктор 14 приводит в действие шестеренный насос 15, который забирает масло из бака 2 и по маслопроводам 13 и 16 подает в коллектор 20. Из этого коллектора при открытых запорных клапанах 42 масло по маслопроводам 41, 22, 23 и 24 соответственно поступает в гидроцилиндры 30, 27, 25 и в испытуемый образец 31. Затем по маслопроводам 40, 32, 33 и 39 поступает в прерыватель давления 34. При открытом прерывателе масло поступает по маслопроводу 38 в маслофильтр 1, а затем в бак 2. Таким образом в замкнутой гидравлической системе создается минимальное давление, обусловленное гидравлическим сопротивлением системы. В этом случае образец 31 не нагружен. Минимальное давление измеряют манометрами 17, 19 и 44.

Прерыватель давления 34 приводят в действие электродвигателем 36 через червячные редукторы 35 и кривошипно-шатунный механизм 37.

Давление в образце и гидроцилиндрах регулируют предохранительными клапанами 18, 43 и 46. Для создания внутреннего давления в образце 31, крутящего момента и изгибающего при постоянной нагрузке закрывают прерыватель давления 34. Это выполняют вручную, вращая вал электродвигателя 36. Затем открывают клапаны 18, 43 и 46 полностью, закрывают запорные клапаны 42 и включают электродвигатели 6 и 12. После этого клапанами 18, 43 и 46 создают заданные давления в отсеках коллектора 20, измеряя их манометрами 19, 44 и 17. Затем открывают запорный клапан 42 нижнего (по чертежу) отсека, и давление масла в нем по маслопроводу 24 поступит в образец 31. При открытом запорном клапане 42 верхнего отсека коллектора 20 давление в нем поступит по маслопроводам 22 и 41 в гидроцилиндры 27 и 30 соответственно. Давление в этих гидроцилиндрах через штоки 28 и 21 и через коромысло 29 подвергнет образец кручению. И аналогично при открытии запорного клапана 42 среднего отсека коллектора 20 образец подвергнется изгибу.

Для испытания образца 31 на усталость, в дополнение к только что написанному, включают электродвигатель 36, который через червячные редукторы 35 и кривошипно-шатунный механизм 37 будет периодически открывать и закрывать прерыватель давления 34.

При различной комбинации открытых и закрытых запорных клапанов 42 получают различные виды напряженного состояния образца 31.

Установка для испытания трубчатых образцов на усталость при сложном напряженном состоянии, содержащая маслофильтр, бак с маслом, коллектор, предохранительный клапан для фиксации давления, электродвигатели, червячные редукторы, гидронасос, маслопроводы, манометр, трубчатый образец, кривошипно-шатунный механизм и прерыватель, отличающаяся тем, что дополнительно установлен электродвигатель с червячным редуктором и двумя гидронасосами, к торцу образца прикреплено коромысло, установлены три гидроцилиндра со штоками, один из которых контактирует с концом трубчатого образца, а два других - с коромыслом, коллектор выполнен в виде трех емкостей, соединенных вместе, к которому введены дополнительно два манометра и два предохранительных клапана для фиксации давления, а также прикреплены по одному запорному клапану к двум емкостям и два запорных клапана - к третьей емкости.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

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 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

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для лабораторных испытаний усталостного изнашивания прецизионных пар дизельной топливной аппаратуры

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к способу обнаружения в металле конструкции микротрещин, в том числе в процессе ее эксплуатации. Сущность: на подготовленную поверхность образца из металла, аналогичного металлу исследуемой конструкции, в трех различных зонах воздействуют индентором в форме пирамиды, осуществляя в каждой серии не менее 50 вдавливаний с величиной нагрузки, при которой отпечаток индентора по размерам не превосходит размеры зерна металла, и с шагом перемещения индентора, обеспечивающим исключение воздействия деформационных полей предыдущего вдавливания на последующее. Определяют распределение значений микротвердости, из которого определяют минимальное значение микротвердости, которое принимается как базовое минимальное значение для данного металла. Аналогично выполняют замеры микротвердости на рассматриваемом участке исследуемой конструкции из того же металла. По результатам измерений определяют распределение значений микротвердости, которое сравнивают с полученным базовым минимальным значением микротвердости. Более низкие значения микротвердости в металле исследуемой конструкции по сравнению с базовым минимальным значением микротвердости свидетельствуют о наличии микротрещин на участке исследуемой конструкции. Технический результат: повышение эффективности оценки технического состояния металла конструкции и прогнозирование ее эксплуатационной надежности. 2 ил.
Наверх