Установка для испытаний образцов на усталость при кручении

Авторы патента:

G01N3/32 - путем приложения повторяющихся или пульсирующих усилий (создание таких усилий вообще, - см. такие классы, как B06,G10 )

Владельцы патента RU 2503944:

Общественная организация Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Ольма" (RU)

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.

Известна установка для испытаний материалов на усталость при кручении (Авторское свидетельство СССР №819616, кл. G01N 3/04, 1981), содержащая основание, соосные активный и пассивный захваты для концов образца и механизм нагружения активного захвата.

Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний.

Известна установка для испытаний материалов на усталость при кручении (патент РФ №1132196, кл. G01N 3/34, 1984), содержащая 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.

Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний.

Известна установка для испытаний материалов на усталость при кручении (патент РФ №1546889, кл. G01N 3/34, 1990), принимаемая за прототип. Установка 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.

Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем проведение испытаний при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний.

Технический результат достигается тем, что установка для испытаний материалов на усталость при кручении, содержащая 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, согласно изобретению она имеет направляющую, радиально закрепленную на пассивном захвате, груз, установленный на направляющей, и привод перемещения груза вдоль направляющей.

Технический результат достигается также тем, что привод перемещения груза выполнен в виде набора электромагнитных катушек, установленных вдоль направляющей и взаимодействующих с грузом.

Технический результат достигается также тем, что 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.

На чертеже представлена схема установки.

Установка для испытаний материалов на усталость при кручении содержит основание 1, соосные активный 2 и пассивный 3 захваты для концов образца 4, механизм возвратно-вращательных движений активного захвата, включающий зубчатое колесо 5, установленное на активном захвате, и привод 6 его вращения.

Установка имеет направляющую 7, радиально закрепленную на пассивном захвате 3, груз 8, установленный на направляющей, и привод 9 перемещения груза вдоль направляющей.

Привод 9 перемещения груза 8 выполнен в виде набора электромагнитных катушек, установленных вдоль направляющей и взаимодействующих с грузом 8.

Установка имеет вал 10, соосно закрепленный на пассивном захвате 3, груз 11, установленный на валу с возможностью вращения относительно вала, фиксатор 12 для соединения груза с валом и привод 13 вращения груза.

Привод вращения зубчатого колеса выполнен в виде эксцентрика 6, рамки 14 и винта 15, кинематически связанного с колесом 5. На направляющей 7 установлен противовес 16, уравновешивающий направляющую относительно оси вращения захватов. Груз 11 имеет цилиндрическую форму и раскручивается приводом 13 через каток 17. Привод 13 установлен на платформе 18 с винтовым приводом 19.

Установка работает следующим образом.

Устанавливают груз 8 в заданное положение на направляющей 7. При выключенном фиксаторе 12 приводят в действие привод 6 и через рамку 14, винт 15 и колесо 5 создают возвратно-вращательные движения активного захвата 2. Через образец 4 и пассивный захват 3 возвратно-вращательные движения передаются на направляющую 7, в результате чего груз 8 нагружает образец 4 знакопеременными крутящими усилиями. Для изменения величины крутящих нагрузок приводом 9 путем переключения его электромагнитных катушек смещают груз 8 вдоль направляющей 7. Величины нагрузок тем больше, чем на большее расстояние от оси захватов смещается груз 8. Характер изменения нагрузок определяется характером перемещения груза 8: при быстром перемещении груза из одного положения в другое нагрузки изменяются ступенчато, при плавном перемещении - плавно, при циклическом перемещении - циклически. Для импульсного изменения нагрузки приводом 13 через каток 17 приводят во вращение груз 11 до заданной скорости, затем винтовым приводом 19 выводят каток 17 из взаимодействия с грузом 11. Включают фиксатор 12 и соединяют вращающийся груз 11 с валом 10. При совпадении направления вращения груза 11 с направлением поворота захвата 3 крутящий момент ступенчато возрастает, при противоположных направлениях вращения - снижается. В зависимости от задачи испытаний после импульсного нагружения фиксатор 12 может быть выключен, и тогда испытания продолжатся с прежними нагрузками, или оставаться включенным, и тогда испытания будут проходить при увеличенных нагрузках за счет инерционной силы груза 11. Нагрузки создаются инерционными силами и испытания проводятся в режиме заданных нагрузок.

Установка обеспечивает проведение испытаний в новых условиях - при нагружении образца знакопеременными крутящими усилиями в режиме заданных нагрузок с плавным, ступенчатым, циклическим или импульсным изменением уровня нагрузок в ходе испытаний. Это увеличивает объем информации при исследовании свойств материалов.

1. Установка для испытаний материалов на усталость при кручении, содержащая 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, отличающаяся тем, что она имеет направляющую, радиально закрепленную на пассивном захвате, груз, установленный на направляющей, и привод перемещения груза вдоль направляющей.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что привод перемещения груза выполнен в виде набора электромагнитных катушек, установленных вдоль направляющей и взаимодействующих с грузом.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она 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.

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к способу обнаружения в металле конструкции микротрещин, в том числе в процессе ее эксплуатации.

Установка для испытаний образцов при циклическом нагружении // 2488804

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

Стенд для усталостных испытаний прецизионных пар дизельной топливной аппаратуры // 2484447

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

Способ оценки усталости асфальтобетона при циклических динамических воздействиях // 2483290

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

Способ определения предела выносливости низкоуглеродистых низколегированных сталей // 2476855

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

Установка для испытания образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии // 2472132

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

Способ нагружения объекта двумя последовательными импульсами сжатия и ударник для его реализации // 2470276

Изобретение относится к испытательной технике. .

Способ определения скорости роста трещины от циклических нагрузок // 2469290

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.

Установка для ударных нагружений образца // 2468351

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

Метод характеризации сопротивления усталостным напряжениям детали, начиная с ее профиля поверхности // 2467306

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

Установка для испытания образцов на усталость // 2503945

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.

Стенд для ударных испытаний образцов // 2510007

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.

Способ определения долговечности дисков турбомашин // 2511214

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.

Устройство для испытания образцов материалов при циклическом нагружении // 2512084

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.

Стенд для усталостных испытаний групп образцов при циклическом изгибе // 2515188

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к усталостным испытаниям групп образцов из сравниваемых материалов в условиях их нагружения, аналогичных изгибному нагружению зуба шестерни в коробках передач автомобилей. Стенд содержит динамометрическую платформу с закрепленной на ней связкой приспособлений, в которых консольно зажаты испытываемые образцы, в качестве базового элемента, вертикально-фрезерный станок, оснащенный торцевой фрезой с регулируемыми вдоль оси фрезы ложементами-толкателями и механическим креплением в них твердосплавных пластин, рабочие концы которых выполнены сферическими, приспособление для закрепления образцов с коромыслом, передающим последовательно изгибающую нагрузку от ложементов-толкателей при вращении фрезы, в качестве силоизмерительного прибора - динамометрическую платформу, единую для замера величины усилия, действующего на свободный конец каждого из последовательно нагружаемых образцов. Коромысло выполнено с возможностью качения вокруг оси подвижной каретки и зафиксировано от бокового смещения штырем, а также для возврата в строго зафиксированное исходное положение снабжено регулируемым упором. На свободном конце каждого из испытываемых образцов установлена накладка с регулировочными наборными пластинами для настройки усилия нагружения каждого из образцов. С нижней стороны зажатого конца каждого из образцов располагается акустический датчик для фиксации процессов, происходящих в образце во время нагружения, а также датчик, фиксирующий температурное состояние образца в процессе испытания. На столе фрезерного станка размещены видеодатчики, фиксирующие появление и развитие усталостных трещин на образцах. Технический результат: повышение производительности испытаний группы образцов, повышение точности испытаний, увеличение информативности состояния образцов и процессов происходящих в них, а также повышение надежности результатов испытаний. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Стенд для исследования энергообмена при релаксации напряжений // 2516611

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит корпус, закрепленную на нем матрицу с криволинейным пазом и толкатель для перемещения образца вдоль паза матрицы. Матрица выполнена разрезной, а стенд снабжен основанием матрицы, консольно закрепленным на корпусе. Одна часть матрицы закреплена на части основания, закрепленной на корпусе, другая часть матрицы закреплена на консольной части основания, при этом стенд снабжен кулачком, взаимодействующим с консольной частью основания, и приводом вращения кулачка. Технический результат: повышение объема информации путем обеспечения исследований как при релаксации напряжений изгиба образца, так и при чередовании релаксации с циклическими разгрузками образца с регулированием параметров разгрузки в ходе испытаний. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Установка для испытания образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии // 2517976

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, и формирователь нагрузки, шарнирно связанный с концом второго рычага и соединенный со вторым захватом. Формирователь нагрузки выполнен в виде гидроцилиндра, заполненного рабочей средой, со штоком, одним торцом соединенным со вторым захватом, набора дисков разных диаметров, расположенных на штоке в гидроцилиндре с возможностью взаимодействия с рабочей средой, и фиксаторов для соединения дисков со штоком. Технический результат: увеличение информативности исследований на воздействие циклической знакопеременной осевой и изгибающей нагрузок путем обеспечения испытаний при ступенчатых изменениях уровня осевых нагрузок. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ определения характеристик композиционного материала // 2517989

Изобретение относится к области измерения, в частности определения механических свойств материалов. Способ заключается в возбуждении колебаний образца композиционного материала в виде прямоугольной пластины со свободными краями и определении частот и картин форм собственных колебаний пластины. Причем экспериментально полученные картины форм колебаний разделяют на три группы, к первой из которых относят формы колебаний пластины с узловыми линиями, параллельными меньшей стороне прямоугольной пластины, ко второй группе - формы колебаний с узловыми линиями, параллельными большей стороне пластины, и к третьей - с узловыми линиями, параллельными обеим сторонам пластины, а характеристики композиционного материала определяют путем перебора значений модуля упругости, модуля сдвига и коэффициента Пуассона, подставляя их в математическую модель пластины и сравнивая каждый раз вычисленную частоту колебаний для каждой формы колебаний с частотами и формами колебаний, полученными экспериментально. По частотам и формам колебаний, отнесенным к первой группе, определяют модуль упругости с индексом оси, параллельной большей стороне - Еx, по частотам и формам колебаний второй группы определяют модуль упругости с индексом оси, параллельной меньшей стороне - Еy, по частотам и формам третьей группы - модули сдвига Gxy, Gxz, Gyz. Определение девяти упругих постоянных (Еx, Еy, Еz, vxy, vxz,, Gxy, Gxz, Gyz) осуществляют в следующей последовательности: сначала осуществляют перебор значений модуля упругости, затем модуля сдвига и на заключительном этапе - коэффициента Пуассона. Перебор значений модуля упругости, модуля сдвига и коэффициентов Пуассона завершают в момент расчетного выявления всех экспериментально полученных форм и частот колебаний пластины. Техническим результатом является создание способа определения механических свойств ортотропного композиционного материала посредством возбуждения колебаний последнего. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Установка для физико-механических испытаний образцов материалов // 2522824

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит станину, установленные на ней захваты образца и механизм циклического нагружения, выполненный в виде зубчатого колеса, взаимодействующей с ним зубчатой рейки, установленной с возможностью перемещения и связанной с одним из захватов, штанги, торцом соединенной с зубчатым колесом, и груза, установленного на другом торце штанги. Установка дополнительно содержит вторую зубчатую рейку, связанную со вторым захватом, и механизмы ударного нагружения в соответствии с числом ударных импульсов, каждый из которых выполнен в виде зубчатого колеса, взаимодействующего со второй рейкой, рычага с осью вращения, установленной соосно колесу с возможностью независимого поворота, груза, установленного на рычаге, и двух упоров, установленных на колесе с возможностью взаимодействия с рычагом, при этом груз расположен выше оси вращения рычага, рычаг расположен с зазором между упорами, а упоры на каждом колесе расположены с угловым смещением относительно упоров на других колесах. Технический результат: увеличение информативности исследований образцов материалов путем испытаний при наложении сжимающих и растягивающих ударных импульсов на циклы затухающих колебаний нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Установка для оценки усталости асфальтобетона при циклических динамических воздействиях // 2523057

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к оборудованию для испытаний материалов, в частности асфальтобетона, на усталость при циклических динамических воздействиях, и может быть использовано в автодорожном хозяйстве, строительстве аэродромов, строительной индустрии. Установка содержит каркас, подъемный стол, выполненный с возможностью изменения высоты, узел позиционирования балки-образца, узел нагружения балки-образца, выполненный с возможностью приложения циклической динамической нагрузки и возможностью измерения перемещений и нагружающего усилия, содержащий шатунно-ползунный механизм. Узел позиционирования балки-образца содержит зажимные захваты, установленные по концам балки-образца параллельно поперечной оси симметрии каркаса и промежуточное упругое основание, выполненное в виде емкости, заполненной модельным грунтом с возможностью плотного контактирования с обращенной к нему плоскостью балки-образца. Нагружающий элемент узла нагружения балки-образца выполнен с возможностью его позиционирования в середине балки-образца. Технический результат: повышение достоверности оценки параметров прочностной усталости асфальтобетона при циклических динамических воздействиях, а также снижение материалоемкости конструкции. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.