Стенд для ударных испытаний образцов материалов



Стенд для ударных испытаний образцов материалов
Стенд для ударных испытаний образцов материалов
Стенд для ударных испытаний образцов материалов

 


Владельцы патента RU 2578657:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, установленные на нем маховик с приводом вращения, штанги по количеству точек нагружения по заданной поверхности образца с ударниками для взаимодействия с образцом, установленные с возможностью изменения положения по длине маховика, приспособления для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком, приспособления для возврата штанг в исходное положение и устройство для размещения образца, выполненное с обеспечением взаимодействия образца с ударниками. Стенд снабжен дополнительными штангами по количеству точек нагружения по противоположной поверхности образца, дополнительными приспособлениями для создания фрикционного взаимодействия дополнительных штанг с маховиком, дополнительными приспособлениями для возврата дополнительных штанг в исходное положение и дополнительными ударниками по числу дополнительных штанг. Фрикционное взаимодействие основных и дополнительных штанг осуществляется с участками поверхности, расположенными на диаметрально противоположных образующих маховика, дополнительные штанги имеют Г-образную форму, одна сторона которой предназначена для взаимодействия с маховиком, а на другой стороне закреплен ударник. Технический результат: увеличение объема информации при исследованиях свойств материалов путем обеспечения испытаний при повторных ударах по разным точкам поверхности образца с произвольно регулируемой последовательностью, интервалами и местами нанесения ударов не только в одном направлении, но и в противоположном направлении и одновременно по встречным направлениям. 3 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.

Известен стенд для ударных испытаний образцов (патент РФ №2051358, опубл. 27.12.95, бюл. №36)), содержащий основание, установленные на нем разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком и устройство для размещения образца.

Недостаток стенда состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при нанесении повторных ударов по поверхности образца в произвольно регулируемой последовательности ударов, интервалов между ударами и мест нанесения ударов.

Известен стенд для ударных испытаний образцов (патент РФ №2374621, опубл. 27.11.2009, бюл. №33), содержащий основание, установленные на нем разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком и устройство для размещения образца.

Недостаток стенда также состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при нанесении повторных ударов по поверхности образца в произвольно регулируемой последовательности ударов, интервалов между ударами и мест нанесения ударов.

Известен стенд для ударных испытаний образцов (патент РФ №2510007, опубл. 20.03 2014, бюл. №14), принимаемый за прототип. Стенд для ударных испытаний образцов материалов, содержащий основание, установленные на нем маховик с приводом вращения, штанги по количеству точек нагружения по заданной поверхности образца с ударниками для взаимодействия с образцом, установленные с возможностью изменения положения по длине маховика, приспособления для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком, приспособления для возврата штанг в исходное положение и устройство для размещения образца, выполненное с обеспечением взаимодействия образца с ударниками. Стенд обеспечивает проведение испытаний при нанесении повторных ударов по поверхности образца в произвольно регулируемой последовательности ударов, интервалов между ударами и мест нанесения ударов, что сближает его с предлагаемым по достигаемому эффекту.

Недостаток стенда состоит в том, что он не позволяет проводить испытания при повторных ударах по разным точкам поверхности образца с произвольно регулируемой последовательностью, интервалами и местами нанесения ударов не только в одном направлении, но и в противоположном направлении и одновременно по встречным направлениям. Это ограничивает объем информации при исследованиях свойств материалов.

Техническим результатом является увеличение объема информации при исследованиях свойств материалов путем обеспечения испытаний при повторных ударах по разным точкам поверхности образца с произвольно регулируемой последовательностью, интервалами и местами нанесения ударов не только в одном направлении, но и в противоположном направлении и одновременно по встречным направлениям.

Технический результат достигается тем, что он снабжен дополнительными штангами по количеству точек нагружения по противоположной поверхности образца, дополнительными приспособлениями для создания фрикционного взаимодействия дополнительных штанг с маховиком, дополнительными приспособлениями для возврата дополнительных штанг в исходное положение и дополнительными ударниками по числу дополнительных штанг, при этом фрикционное взаимодействие основных и дополнительных штанг осуществляется с участками поверхности, расположенными на диаметрально противоположных образующих маховика, дополнительные штанги имеют Г-образную форму, одна сторона которой предназначена для взаимодействия с маховиком, а на другой стороне закреплен ударник.

Стенд для ударных испытаний образцов материалов поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - схема стенда;

фиг. 2 - вид сверху;

фиг. 3 - вид сбоку.

Стенд для ударных испытаний образцов материалов содержит основание 1, установленные на нем маховик 2 с приводом 3 вращения, штанги 4, 5 по количеству точек нагружения по заданной поверхности образца 6 с ударниками 7 для взаимодействия с образцом, установленные с возможностью изменения положения по длине маховика 2, приспособления 8 для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком, приспособления 9 для возврата штанг в исходное положение и устройство 10 для размещения образца, выполненное с обеспечением взаимодействия образца 6 с ударниками 7.

Стенд снабжен дополнительными штангами 11, 12 по количеству точек нагружения по противоположной поверхности образца 8, дополнительными приспособлениями 13 для создания фрикционного взаимодействия дополнительных штанг 11, 12 с маховиком 2, дополнительными приспособлениями 14 для возврата дополнительных штанг в исходное положение и дополнительными ударниками 15 по числу дополнительных штанг. Фрикционное взаимодействие основных штанг 4, 5 и дополнительных штанг 11, 12 осуществляется с участками поверхности, расположенными на диаметрально противоположных образующих маховика 2. Дополнительные штанги 11, 12 имеют Г-образную форму, одна сторона которой предназначена для взаимодействия с маховиком 2, а на другой стороне закреплен ударник 15.

Приспособления 8, 13 для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиками выполнены в виде корпуса, внутри которого размещены ролики 16, расположенные на якорях 17. Якоря 17 соединены с возвратными пружинами 18 и взаимодействуют с электромагнитной катушкой 19. Фиксатор 20 фиксирует положение штанг и приспособлений 8 на основании 1 при изменении их положения вдоль по длине маховика 2. Приспособления 9, 14 могут представлять собой пружины.

Стенд работает следующим образом.

Включают привод 3 и вращают маховик 2 с заданной угловой скоростью. По заданной программе включают электромагнитные катушки 19 и через якоря 17 и ролики 16 прижимают соответствующие штанги 4, 5, 11, 12 к маховику 2. За счет возникающего фрикционного взаимодействия штанги разгоняются и ударниками 7, 15 наносят удары по образцу 6. Если используют только штанги 4, 5, то удары наносят по одному направлению; если используют только штанги 11, 12, то удары наносят в противоположном направлении. Если одновременно используют штанги 4, 5, и штанги 11, 12, то удары наносят по встречным направлениям. После удара соответствующая электромагнитная катушка 19 отключается, и штанга возвращается приспособлениями 9, 14 в исходное положение. Порядок и частота нанесения ударных нагрузок задается порядком и частотой приведения в действие приспособлений 8, 13 для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком. Места нанесения ударов на поверхности образца регулируются перемещениями маховиков, штанг с приспособлениями 8, 13 вдоль маховика 2 с фиксацией положений фиксаторами 20.

Предлагаемый стенд обеспечивает проведение испытаний в новых условиях - при повторных ударах по разным точкам поверхности образца с произвольно регулируемой последовательностью, интервалами и местами нанесения ударов не только в одном направлении, но и в противоположном направлении и одновременно по встречным направлениям. Это увеличивает объем информации при исследованиях свойств материалов.

Стенд для ударных испытаний образцов материалов, содержащий основание, установленные на нем маховик с приводом вращения, штанги по количеству точек нагружения по заданной поверхности образца с ударниками для взаимодействия с образцом, установленные с возможностью изменения положения по длине маховика, приспособления для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком, приспособления для возврата штанг в исходное положение и устройство для размещения образца, выполненное с обеспечением взаимодействия образца с ударниками, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными штангами по количеству точек нагружения по противоположной поверхности образца, дополнительными приспособлениями для создания фрикционного взаимодействия дополнительных штанг с маховиком, дополнительными приспособлениями для возврата дополнительных штанг в исходное положение и дополнительными ударниками по числу дополнительных штанг, при этом фрикционное взаимодействие основных и дополнительных штанг осуществляется с участками поверхности, расположенными на диаметрально противоположных образующих маховика, дополнительные штанги имеют Г-образную форму, одна сторона которой предназначена для взаимодействия с маховиком, а на другой стороне закреплен ударник.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для экспериментальных исследований прочностных свойств и процессов накопления усталостных повреждений в поверхностных слоях образцов из конструкционных материалов в зависимости от закона изменения на поверхности образца напряжения и его градиента.

Изобретение относится к системе и способу измерения усталости для механических деталей летательного аппарата, например самолета, а также к способу технического обслуживания летательного аппарата.

Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам определения динамических характеристик эластичных материалов. Сущность: испытываемые образцы эластомеров в виде цилиндрических втулок, надетых на валы рычагов, устанавливают в симметрично расположенные относительно оси столика вибратора отверстия приспособления.

Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам определения динамических характеристик эластичных материалов. Сущность: испытываемые образцы материала устанавливают на столик вибратора между верхней и нижней металлическими пластинами приспособления, обеспечивающего возможность изменения и фиксации угла наклона испытываемых образцов материала к поверхности столика вибратора в интервале от 0° до 90°.

Изобретение относится к способам испытания материалов. Сущность: образец сначала растягивают до максимальной заданной деформации, выдерживают при этой деформации заданное время, сжимают до исходного ненагруженного состояния, выдерживают заданное время, затем циклически деформируют с выдержкой по времени на каждой ступени деформации при растяжении и сжатии, при этом деформация на каждом цикле растяжения задается меньшей, чем на предыдущем цикле, а деформация на каждом цикле разгрузки задается большей, чем на предыдущем цикле.

Изобретение относится к строительству, в частности к определению параметров деформирования бетона в условиях циклических нагружений до уровня, не превышающего предела прочности бетона на сжатие Rb и на растяжение Rbt.

Изобретение относится к области вибрационной техники и предназначено для исследования образцов горных пород и моделей из эквивалентных материалов на воздействие механических колебаний, а именно, волн Рэлея.

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 испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов материалов на изгиб. Установка содержит основание, установленную на нем поворотную платформу, установленный на ней захват образца, центробежный груз для закрепления на конце образца, привод вращения платформы, включающий вал с приводом вращения и пару катков, установленных с эксцентриситетом относительно оси вала по разные стороны от оси вращения платформы и предназначенных для фрикционного взаимодействия с ней.

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 машиностроению, в частности к способам определения прочности лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Способ заключается в создании эксплуатационных условий нагружения одновременно в трех верхних крепежных отверстиях элементах обода диска. При этом устанавливают устройство нагружения в захваты испытательной машины, формирующей нагрузку, закрепляют элемент обода диска в устройстве нагружения, прикладывают нагрузку от испытательной машины к крепежному отверстию элемента обода диска. Устройство нагружения устанавливают в захваты двухосной испытательной машины, нагрузку от испытательной машины через устройство нагружения прикладывают дополнительно еще к двум крепежным отверстиям элемента обода диска и распределяют нагрузку одновременно на три верхних крепежных отверстия элемента обода диска, в каждом из которых формируют заданное усилие S, равное по величине и направлению центробежной силе лопаток, при этом горизонтальное FГ и вертикальное FB растягивающие усилия, задаваемые двухосной испытательной машиной, определяют из уравнений. Технический результат заключается в возможности моделировать в процессе стендовых испытаний эксплуатационные условия нагружения и поврежденность в критических зонах дисков турбомашин. 1 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю несущей способности однопролетных железобетонных балок по критериям прочности арматуры и бетона. Сущность: на контролируемой железобетонной балке определяют места с наибольшими деформациями от эксплуатационной нагрузки и в этих местах устанавливают измерители деформаций. Затем нагружают железобетонную балку пробной нагрузкой. Определяют величину относительной деформации по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. Для каждой ступени пробной нагрузки определяют среднее значение относительной деформации по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. Также для каждой ступени пробной нагрузки по отдельности для бетона и для стальной арматуры железобетонной балки рассчитывают среднеквадратичные отклонения относительной деформации. Используя априорную информацию, находят среднее значение предельной относительной деформации по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. Определяют верхнее значение предельной нагрузки и нижнее значение предельной нагрузки по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. Предельную несущую способность железобетонной балки определяют по наименьшей паре полученных для бетона и для арматуры железобетонной балки значений предельных нагрузок и . Затем по значениям предельной несущей способности железобетонной балки теоретически рассчитывают значения наибольших изгибающих моментов и , воздействию которых может подвергаться железобетонная балка. Находят теоретическую зависимость изгибающего момента M q от величины нагрузки, действующей на железобетонную балку. Из равенств моментов и находят верхнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку и нижнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку . Технический результат: повышение безопасности испытаний железобетонных конструкций и повышение точности определения несущей способности железобетонных конструкций. 4 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания образцов горных пород при моделировании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для контробразца, гидравлический механизм для взаимного поджатия образцов, соединенный с захватом для контробразца, каретку, гидравлический механизм для взаимного перемещения образцов, соединенный с кареткой, и захват для образца, установленный на каретке. Стенд дополнительно снабжен механизмом ударного нагружения, установленным на каретке с возможностью взаимодействия с захватом для образца и с кареткой, при этом механизм ударного нагружения выполнен в виде ударника в форме стержня, электромагнитного якоря в форме кольца, закрепленного на каретке, и двух электромагнитных катушек для независимого взаимодействия с якорем, причем ударник подвижно размещен в отверстии якоря, а катушки закреплены на ударнике с противоположных сторон относительно якоря. Технический результат: расширение функциональных возможностей стенда, увеличение объема получаемой информации при изучении энергообмена на образцах горных пород за счет обеспечения исследований энергообмена при регулируемом возбуждении в образце разнонаправленных ударных волн в процессе формирования подвижек. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват в виде каретки для образца, захват для контробразца, гидравлический механизм для взаимного поджатая образцов, связанный с захватом для контробразца, и гидравлический механизм для взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для образца. Стенд снабжен дополнительным гидравлическим механизмом, размещенным на каретке и предназначенным для взаимодействия с образцом. Технический результат: расширение функциональных возможностей стенда, а также увеличение объема получаемой информации при изучении энергообмена в массиве горных пород. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на прочность, и может быть применено в заводской и исследовательской лабораториях. Установка содержит основание, пассивный и активный захваты образца, шкив с двумя тягами и с грузами каждая и мотор-редуктор. В установке дополнительно установлена прямоугольная рама, соединенная с основанием, установлены на ней три вала, один из которых вращает зубчатое колесо, а на двух других вращаются по одному зубчатому колесу. Зубчатые колеса соединены между собой, нижнее и среднее зубчатые колеса через кривошипно-шатунные механизмы перемещают тележки по балкам, изготовлены прорези в тележках, с размещенными в них стержнями и соединенными с основанием, цилиндры, соединенные с пальцами, трубчатый стержень с двумя прорезями, соединенный с основанием, расположенный в трубчатом стержне поршень, соединенный с шатуном, и пружина, расположенная между образцом и поршнем. Технический результат: расширение функциональных возможностей путем испытания образца материалов не только на сжатие и кручение при постоянной и переменной нагрузках, но и на переменное раздельное нагружение образца на кручение, консольный изгиб, сжатие и консольный изгиб за один одновременный оборот трех зубчатых колес. 7 ил.
Изобретение относится к области гидравлических испытаний, в частности к способам проведения циклических испытаний натурных образцов труб внутренним давлением и изгибом с целью получения фактических данных по их прочности и долговечности. Сущность: проводят монтаж натурного образца трубы с приваркой к торцам испытываемой трубы заглушек, одна из которых снабжена дренажным и сливным штуцерами. Затем проводят испытания натурного образца трубы на долговечность нагружением циклическим внутренним давлением в диапазоне от минимального давления Pmin до максимального давления Рmах, причем Pmax соответствует наибольшему избыточному давлению при эксплуатации трубопровода в нормативном режиме Рнорм, а значение Pmin не превышает 0,1 Pmax, и циклическим изгибом натурного образца трубы приложением к нему изгибающего момента с изменением сверхнормативного радиуса изгиба ρизг натурного образца в диапазоне 40Dн<ρизг<1000Dн, где Dн - наружный диаметр испытываемой трубы. При этом нагружение внутренним давлением производится с заданной частотой ωр, а частота ωизг нагружения натурного образца циклическим изгибом находится в диапазоне 0,003 ωр<ωизг<ωр. Испытания на долговечность натурного образца трубы проводят до разрушения или разгерметизации натурного образца. По результатам проведения испытаний натурного образца трубы регистрируют параметры, определяющие его долговечность: количество циклов нагружения N, значение максимального и минимального давления и/или изгибающего момента до разрушения или разгерметизации натурного образца трубы. Технический результат: обеспечение возможности проведения испытаний, имитирующих сверхнормативные режимы эксплуатации нефтепровода.
Наверх