Установка для испытания образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии


 


Владельцы патента RU 2472132:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, шарнирно соединенную с концом второго рычага, и якорь, закрепленный на втором захвате. Установка имеет два кинематически связанных между собой колеса. Первый рычаг выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси, одно колесо установлено на этом рычаге соосно ему с возможностью совместного вращения, а второе колесо установлено соосно валу привода первого рычага без возможности вращения. Технический результат: увеличение информативности исследований путем обеспечения испытаний при циклическом или ступенчатом изменении направления изгибающей нагрузки на образце. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.

Известна установка для испытания образцов материалов на усталость (Испытательная техника. Справочник, кн. 2. Под ред. В.В.Клюева. М: Машиностроение, 1982, с.23-24, рис.13), содержащая два двигателя, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца.

Недостаток установки состоит в отсутствии возможности проведения испытаний при нагружении образца с циклическим или ступенчатым изменением направления изгибающей нагрузки.

Известна установка для испытания образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии (патент РФ №1640600, кл. G01N 3/34, 1991), содержащая два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, шарнирно соединенную с концом второго рычага, и якорь, закрепленный на втором захвате.

Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности проведения испытаний при нагружении образца с циклическим или ступенчатым изменением направления изгибающей нагрузки.

Известна установка для испытания образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии (патент РФ №1224665, кл. G01N 3/34, 1986), принимаемая за прототип. Установка содержит два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, шарнирно соединенную с концом второго рычага, и якорь, закрепленный на втором захвате.

Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности проведения испытаний при нагружении образца с циклическим или ступенчатым изменением направления изгибающей нагрузки. Это ограничивает информативность испытаний образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии.

Техническим результатом изобретения является увеличение информативности исследований путем обеспечения испытаний при циклическом или ступенчатом изменении направления изгибающей нагрузки на образце.

Технический результат достигается тем, что установка для испытания образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии, содержащая два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, шарнирно соединенную с концом второго рычага, и якорь, закрепленный на втором захвате, согласно изобретению имеет два кинематически связанных между собой колеса, при этом первый рычаг выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси, одно колесо установлено на этом рычаге соосно ему с возможностью совместного вращения, а второе колесо установлено соосно валу привода первого рычага без возможности вращения.

Технический результат достигается также тем, что установка имеет фиксаторы для соединения первого рычага с установленным на нем колесом и с соответствующим валом.

На фиг.1 представлена схема установки.

Установка для испытания образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии содержит два двигателя 1, 2 разной мощности с параллельными валами 3,4 и встречно направленными крутящими моментами, два рычага 5, 6, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты 7, 8 для образца 9, один из которых 7 установлен на конце первого рычага 5, электромагнитную катушку 10, шарнирно соединенную с концом второго рычага 6, и якорь 11, закрепленный на втором захвате 8.

Установка имеет два кинематически связанных между собой колеса 12,13. Первый рычаг 5 выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси. Одно колесо 13 установлено на этом рычаге 5 соосно ему с возможностью совместного вращения, а второе колесо 12 установлено соосно валу привода первого рычага без возможности вращения.

Установка имеет фиксаторы 14, 15 для соединения первого рычага 5 с установленным на нем колесом 13 и с соответствующим валом 3.

Установка имеет приспособления 16 для регулирования смещения между валами 3, 4.

Установка работает следующим образом.

При подаче электрического тока на электромагнит 10, в зависимости от взаимного расположения электромагнита 10 и якоря 11, к образцу 9 прикладывается растягивающее или сжимающее усилие. При включенных двигателях, имеющих встречно направленные крутящие моменты, более мощный двигатель, например 4, приводит во вращение рычаги 5 и 6, а менее мощный двигатель 2 создает сопротивление вращению рычагов, вызывающее постоянную составляющую изгибающей нагрузки на образец 3. Вследствие несоосности валов 3, 4 при их вращении происходит взаимное смещение электромагнита 10 и якоря 11, что приводит к возникновению переменной составляющей осевой и изгибающей нагрузок. При включенном фиксаторе 14 и выключенном фиксаторе 15 колесо 13 вращается вместе с рычагом 5 относительно неподвижного колеса 12. Это создает вращение образца 9 вокруг своей оси вместе с захватами 7, 8 и якорем 11, что приводит к циклическому изменению направления изгиба образца. Для испытаний при постоянном направлении изгиба образца выключают фиксатор 14 и включают фиксатор 15. Для ступенчатого изменения направления действия изгибающей нагрузки переключениями фиксаторов 14, 15 поворачивают образец на заданный угол. Пределы изменения осевой и изгибающей нагрузок регулируют изменением взаимного положения валов 3, 4 приспособлениями 16.

Установка обеспечивает испытания в новых условиях - при циклическом или ступенчатом изменении направления изгибающей нагрузки на образце. Это повышает информативность испытаний образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии.

1. Установка для испытания образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии, содержащая два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, шарнирно соединенную с концом второго рычага, и якорь, закрепленный на втором захвате, отличающаяся тем, что она имеет два кинематически связанных между собой колеса, при этом первый рычаг выполнен с возможностью вращения вокруг своей оси, одно колесо установлено на этом рычаге соосно ему с возможностью совместного вращения, а второе колесо установлено соосно валу привода первого рычага без возможности вращения.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она имеет фиксаторы для соединения первого рычага с установленным на нем колесом и с соответствующим валом.



 

Похожие патенты:

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 установкам для ударных нагружений образцов горных пород, моделей из эквивалентных материалов. .

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

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 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 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.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка для испытаний материалов на усталость при кручении содержит основание, соосные активный и пассивный захваты для концов образца, механизм возвратно-вращательных движений активного захвата, включающий зубчатое колесо, установленное на активном захвате, и привод его вращения. Установка имеет направляющую, радиально закрепленную на пассивном захвате, груз, установленный на направляющей, привод перемещения груза вдоль направляющей, выполненный в виде набора электромагнитных катушек, установленных вдоль направляющей и взаимодействующих с грузом. Установка имеет вал, соосно закрепленный на пассивном захвате, груз, установленный на валу с возможностью вращения относительно вала, фиксатор для соединения груза с валом и привод вращения груза. Технический результат - обеспечение проведения испытаний при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка для испытания образцов на усталость содержит корпус, установленные на нем эксцентриковый механизм нагружения, консольный захват образца, связанный с механизмом нагружения, привод вращения и торцевой захват образца, закрепленный на валу привода вращения. Установка имеет шарнирную опору с отверстием, через которое проходит вал привода вращения, платформу и привод возвратно-поступательного перемещения платформы радиально относительно шарнирной опоры. Привод вращения установлен на платформе. Установка имеет вал и привод возвратно-вращательного движения вала. Шарнирная опора выполнена дисковой и установлена на валу. Технический результат - обеспечение испытания образцов в новых условиях: при нагружении вращаемого образца как одноцикловым, так и двухцикловым или трехцикловым изгибом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытаниям на прочность. Стенд для ударных испытаний образцов содержит основание, установленные на нем разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, направляющую для перемещения штанги и соосные захваты для образца. Указанный стенд дополнительно снабжен дополнительными штангами по количеству точек нагружения поверхности образца, дополнительными приспособлениями для создания фрикционного взаимодействия дополнительных штанг с маховиком, ударниками для взаимодействия с поверхностью образца, установленными на торцах штанг, и приспособлениями для возврата штанг в исходное положение. При этом ось захватов перпендикулярна осям штанг, а штанги и соответствующие приспособления для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком выполнены с возможностью изменения положения вдоль образующей маховика. Предлагаемый стенд обеспечивает проведение испытаний в новых условиях, а именно при нанесении повторных ударов по поверхности образца в произвольно регулируемой последовательности ударов, интервалов между ударами и мест нанесения ударов. 1 ил.

Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к способам определения долговечности дисков турбомашин путем моделирования в процессе стендовых испытаний эксплуатационных условий нагружения и поврежденности в критических зонах дисков турбомашин. Сущность: в верхнем крепежном отверстии элемента обода диска создают контактные напряжения. Нагружают элемент обода диска повторяющимися циклическими растягивающими усилиями. Последовательность повторяющихся циклических растягивающих усилий задают в виде нарастающих ступенчатых циклов, воспроизводящих график набора оборотов турбомашины от пуска из холодного состояния до ее остановки. Каждая ступень нагружения сопровождается определенной выдержкой нагрузки по времени. Воспроизводят место возникновения и траекторию роста трещины в критических зонах дисков турбомашин, наблюдаемую при эксплуатации. Фиксируют количество циклов нагружения до разрушения элемента обода диска. Технический результат: возможность моделирования в процессе стендовых испытаний эксплуатационных условий нагружения и поврежденности в критических зонах дисков турбомашин. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для оценки энергии разрушения материалов на изгиб, интенсивности износа материала, смазывающей способности масел и смазок. Устройство содержит станину, маятник с грузом, закрепленный на маятнике захват для первого образца, фиксатор для стопорения маятника в заданном исходном положении, отличном от положения равновесия. Устройство снабжено датчиком контроля движения маятника, подключенным к компьютеру, гибким элементом, закрепленным на каретке, установленной на нижней части станины, и снабженным устройством его натяжения, захватом для второго образца, установленным в верхней части станины, при этом маятник жестко соединен со станиной через второй образец. Технический результат: увеличение объема информации при нагружении образца циклическими нагрузками с изменением силы нагружения, а также комплексная оценка энергии разрушения образцов материалов на изгиб и (или) интенсивность износа, смазывающей способности внешних сред по величине потенциальной энергии маятника. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх