Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба



Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба
Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба

 


Владельцы патента RU 2548391:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ЛГТУ) (RU)

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания образцов строительных материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба, и позволяет испытывать образцы материалов при различных комбинациях нагружения их усилиями растяжения, среза и изгиба в совокупности с разрывной машиной. Устройство содержит соосные захваты для крепления образца, дугообразные рычаги, соединенные с захватами, и платформы, опирающиеся на стенки захватов. Дугообразные рычаги, выполненные в виде коромысел с отверстиями, с помощью болтов соединены с захватами образца и с платформами, опирающимися на стенки захватов. Центры отверстий дугообразного рычага, соединенного с верхним захватом лежат на одной окружности с центрами отверстий рычага, соединенного с нижним захватом. Технический результат: расширение функциональных возможностей путем нагружения образца не только до разрушения его усилием растяжения, среза или изгиба, но и до разрушения его совместным действием усилий растяжения, среза и изгиба при фиксированном соотношении между величиной усилия при растяжении, величиной усилия при срезе и величиной изгибающего момента. 7 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания образцов строительных материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба, и позволяет испытывать образцы материалов при различных комбинациях нагружения их усилиями растяжения, среза и изгиба в совокупности с разрывной машиной.

Известен способ испытания образцов материалов на растяжение и срез, для реализации которого сооружается установка, растягивающая образец материала посредством вращения дисковой платформы и инерционных грузов. В процессе растяжения происходит относительное смещение инерционных грузов на величину установочного смещения ограничителей, и в образце образуется фиксированная деформация среза. При дальнейшем увеличении скорости вращения дисковой платформы происходит разрушение образца растяжением. Относительное смещение ограничителей можно выбрать таким, при котором образец приобретает такую деформацию среза, когда он разрушается [1].

Недостатками этого способа являются сложность испытательной установки, отсутствие возможности испытания образцов материала при фиксированном соотношении усилий растяжения и среза, отсутствие возможности испытания образцов материала на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ испытания образцов материала на срез [2]. В данном способе образцы материалов закрепляются в подвижных относительно друг друга С-образных захватах, сжимающихся под прессом. Направление действующей на образец силы, создаваемой нижним захватом, противоположно направлению действия силы, создаваемой верхним захватом, при этом векторы создаваемых усилий не расположены на одной оси. Таким образом создается усилие среза, действующее на образец.

Недостатками этого способа являются малая площадь приложения усилия, передаваемого от захватов на образец, что может повлиять на точность измерений, а также отсутствие возможности испытания образцов в условиях совместного действия усилия среза и растяжения.

Технический результат изобретения - расширение функциональных возможностей путем нагружения образца не только до разрушения его усилием растяжения, среза или изгиба, но и до разрушения его совместным действием усилий растяжения, среза и изгиба при фиксированном соотношении между величиной усилия при растяжении, величиной усилия при срезе и величиной изгибающего момента.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба, содержащем соосные захваты для крепления образца, дугообразные рычаги, соединенные с захватами, и платформы, опирающиеся на стенки захватов, дугообразные рычаги выполнены в виде коромысел с отверстиями, центры которых лежат на одной окружности. Рычаги с помощью болтов соединены с захватами образца и с платформами, опирающимися на стенки захватов.

Отверстия дугообразного рычага служат для передачи нагрузки от разрывной машины, позволяют выбирать точку приложения силы и, таким образом, заранее задавать соотношение между величинами усилий растяжения и среза, действующими на образец. Выбор места крепления дугообразного рычага к захватам позволяет заранее задать величину изгибающего момента, действующего на образец. В этом случае необходимо, чтобы центры отверстий дугообразного рычага, прикрепленного к верхнему захвату, лежали на одной окружности с центрами отверстий в рычаге, прикрепленном к нижнему захвату. Платформы, соединенные с дугообразными рычагами посредством болтов, опираются на стенки захватов и позволяют создавать усилие среза.

На фиг.1 и 2 изображены схемы предлагаемого устройства.

Устройство содержит захваты 1, в которые помещается образец для испытания 2, дугообразные рычаги 3, прикрепляемые к захватам 1 с помощью болтов 4 через отверстия 5, платформы 6, соединенные с дугообразным рычагом 3 с помощью болтов 7 и опирающиеся на стенки захватов 3. В дугообразном рычаге 3 созданы отверстия 8, позволяющие выбрать точку приложения сил.

Устройство работает следующим образом.

Дугообразный рычаг 3 прикрепляют к захватам 1 образца с помощью болтов 4 через отверстия 5 в захватах и отверстия 8 в рычаге. При этом если дугообразный рычаг 3 соединяется с захватом 1 посредством центрального отверстия в захвате, то изгибающий момент отсутствует. В случае же, если крепление рычага 3 осуществлено через одно из крайних отверстий в захватах, то будет иметь место действие на образец изгибающего момента. Отверстия 8 в рычаге 3 служат для крепления устройства к захватам разрывной машины, с помощью которой осуществляется нагружение.

К дугообразному рычагу 3 с помощью болтов 7 прикрепляется платформа 6, опирающаяся на стенку захвата 1 и обеспечивающая наличие усилия среза, действующего на образец.

Посредством выбора отверстия 8, с помощью которого устройство крепится к разрывной машине, задается соотношение между величинами усилий растяжения и среза, на которые разбивается нагрузка, передаваемая от разрывной машины.

На фиг.3а показана схема устройства для случая, когда образец материала испытывается в условиях действия осевого растяжения. Распределение сил в этом случае показано на фиг.3б. Величина растягивающего усилия будет определяться по формуле N=P, где P - нагрузка, создаваемая разрывной машиной, N - усилие растяжения образца, точка C - центр тяжести образца.

На фиг.4а показана схема устройства для случая, когда образец материала испытывается в условиях действия растягивающего усилия и изгибающего момента. Распределение сил в этом случае показано на фиг.4б. Величина растягивающего усилия определяется из выражения N=P, а изгибающий момент - из выражения M=Pe, где M - величина изгибающего момента, e - расстояние от центра тяжести образца до оси, на которой расположен вектор растягивающей силы N.

На фиг.5а показана схема устройства для случая, когда образец материала испытывается в условиях совместного действия растягивающего усилия и усилия среза. Распределение сил в этом случае показано на фиг.5б. Величина растягивающего усилия определяется из выражения N=Pcosα, величина усилия среза - из выражения Q=Psinα, где Q - величина изгибающего момента, α - угол между осью, проходящей через центр тяжести образца, и осью, на которой лежит вектор силы P.

На фиг.6а показана схема устройства для случая, когда образец материала испытывается в условиях действия только усилия среза. Распределение сил в этом случае показано на фиг.6б. Здесь величина усилия среза определяется из выражения Q=P.

На фиг.7а показана схема устройства для случая, когда образец материала испытывается в условиях совместного действия растягивающего усилия, усилия среза и изгибающего момента. Распределение сил в этом случае показано на фиг.7б. Величина растягивающего усилия определяется из выражения N=Pcosα, величина усилия среза - из выражения Q=Psinα, изгибающий момент определяется из условия M=Pecosα [3].

Выражения, позволяющие определять величины усилий растяжения, среза и изгибающего момента, верны лишь в том случае когда центры отверстий 8 в дугообразных рычагах 3 расположены на одной окружности. При этом линия действия силы P лежит на оси диаметра окружности, проходящей через точку приложения сил, действующих на образец - центр окружности.

Источники

1. Авторское свидетельство СССР №1597680, кл. G01N 3/24, 1990.

2. Патент US №3566681, кл. G01N 3/24, 1971.

3. Писаренко Г.С. Справочник по сопротивлению материалов. - Киев: Наукова думка, 1988. - 734 с.

Устройство для испытания образцов материалов на совместное действие усилий растяжения, среза и изгиба, содержащее соосные захваты для крепления образца, дугообразные рычаги, соединенные с захватами, и платформы, опирающиеся на стенки захватов, отличающееся тем, что дугообразные рычаги, выполненные в виде коромысел с отверстиями, с помощью болтов соединены с захватами образца и с платформами, опирающимися на стенки захватов, при этом центры отверстий дугообразного рычага, соединенного с верхним захватом, лежат на одной окружности с центрами отверстий рычага, соединенного с нижним захватом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании процесса энергообмена в образцах горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к области физики материального (контактного) взаимодействия, а именно к способу определения угла φн внутреннего трения и удельного сцепления - сн материальной связной среды нарушенной структуры, воспринимающей давление свыше гравитационного.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения прочности растительных материалов (соломы, зерен злаков, отходов древесины и др.) в условиях сдвига с целью обоснованного расчета и конструирования измельчающего оборудования.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит основание, установленный на нем барабан, резец для взаимодействия с образцом, закрепленный на барабане коаксиально последнему, держатель образца в виде обоймы, толкатель для взаимодействия с одним из торцов образца, упор для взаимодействия со вторым торцом образца и механизм перемещения толкателя, выполненный в виде пресса.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам и устройствам для испытания на сдвиг, и может быть использовано при изготовлении многослойных панелей в самолетостроении, судостроении, строительстве и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытанию материалов на сдвиг. .

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

Изобретение относится к области обувного производства, а именно к исследовательскому приборному комплексу, предназначенному для определения зависимости жесткости каблука при взаимодействии его с опорной поверхностью, что имеет место в фазе переднего толчка при ходьбе.

Изобретение относится к обувной подотрасли легкой промышленности. .

Изобретение относится к области машиностроения и авиационно-космической отрасли промышленности и может быть использовано при проведении наземных испытаний оболочек типа тел вращения.

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к устройствам для определения упругих характеристик материалов при изгибе, и может быть использовано для определения зависимости модуля упругости конструкционных материалов как от температуры, так и от величины изгибающих напряжений.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для контроля жесткости балок, изготовленных из материала, обладающего физически нелинейными свойствами (в частности, железобетонных балок), и нагруженных равномерно распределенной нагрузкой.

Изобретение относится к технике испытаний протяженных объектов с переменной по длине жесткостью. Сущность: объект консольно закрепляют на силовой колонне и с помощью механического кривизномера измеряют кривизну отдельных его участков, средние сечения которых располагаются в заданных расчетных сечениях, при изгибе объекта под действием заданной нагрузки, приложенной к свободному его концу.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испытаний плоских образцов на изгиб. Сущность: концы образцов закрепляют на опоре, выполненной в виде замкнутой рамы с двумя подвижными распорками.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит основание, установленные на нем соосно торцевые и центральный захваты с общей осью вращения и отверстиями для образца, привод вращения торцевых захватов, толкатель, одним концом связанный с центральным захватом, и нагружатель, соединенный с другим концом толкателя.

Изобретение относится к области строительства, а именно к механическим испытаниям материалов, в частности к способам испытания строительных конструкций, и может быть использовано для испытания балочных конструкций на изгиб.

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для испытания образцов материалов на изгиб. Установка содержит основание, установленную на нем поворотную платформу, захват образца, закрепленный на платформе, два центробежных груза, предназначенные для закрепления на концах образца, привод вращения платформы, включающий вал с приводом вращения, пару катков, установленных с эксцентриситетом по разные стороны от оси вращения платформы и предназначенных для фрикционного взаимодействия с ней, один из которых установлен на валу.

Изобретение относится к области испытаний строительных материалов и конструкций, а именно к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств.

Группа изобретений относится к области метрологии, а именно к средствам получения чистого изгиба эталонной балки для испытаний тензодатчиков. Устройство содержит станину, установленную в ней эталонную балку с системой измерения деформаций, систему нагружения балки с контактными роликами и движителем.

Изобретение относится к испытательной технике, к методам определения механических свойств материалов. Сущность: испытывают одновременно два объекта испытаний, причем на каждый объект действует нагрузка одной и той же величины.
Наверх