Установка для испытания материаловна малоцикловую усталость причистом изгибе

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмн

Социалистичесиик

Республик

< >800811 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву N 697875 (22) Заявлено 03.04 79 (2l )2746035/25-28 с присоединением заявки М (23)ПриоритетОпубликовано30.0l 8 l Бюллетень Ле 4

Дата опубликования описания 03.02.8l (51)М. Кл.

G 01 N 3/34

Гееудерстненнвй квинтет

СССР не делан нзебретвннй к вткрнтнй (53) УДК 620.

° 178.322 (088.8) (?2) Авторы изобретения

В. И, Добровольский и В. В. Пряхин

Ижевский механический институт (?1) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

HA МАЛО0ИКЛОИУЮ УСТАЛОСТЬ ПРИ ЧИСТОМ

ИЗГИБЕ!

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к установкам для испытания на малоцикловую ус талос ть.

Известна установка для испытании на усталось образцов при чистом изгибе, содержащая станину, привод. нагружжения, вертикальные стойки с захватами для крепления образцов, подвижную и неподвижную траверсы, соединенные соответственно с приводом и станиной, конт рольно-измерительную аппаратуру, систему реверса привода нагружения(11.

Недостатком данной установки является невозможность соединения мягкого режима иагружения при испытании образцов на малоцикловую усталость, так как величина максимального значения нагрузки не является стабильной и зависит от деформации образца.

По основному авт. св. N 697875 известна установка для испытания материалов на малоцихловую усталоссь при чистом изгибе, содержащая станину, 2 расположенные на ней привод нагружения и устройство для передачи нагрузки на образец, включающее две вертикальные стойки с захватами для крепления образца, две траверсы, первая из которых сое3 динена с приводом, две пары тяг, соединяющих нижний конец одной и верхний конец другой стойки соответственно с первой и второй траверсами, а также устройство для ограничения экстремаль10 ных значений нагрузки, которая выполнена в виде коромысла, шарнирно соединенного со второй траверсой, горизонтально расположенных рычагов с грузами, одни концы которых установлены на общей с

tj коромыслом оси, и токоведущих опор для других концов рычагов, образующих с опорами контактные пары (2).

Однако невозможно проведение испытаний при программном нагружении, т.е. отсутствие возможности ступенчатого изменения циклической нагрузки вследствие того, что величина нагрузки, на которую настроено устройство для огра3 8008 ничения экстремальных значений, не может быть автоматически изменена в процессе испытания.

Цель изобретения - осуществление ступенчатого изменения циклической нагрузки при программных испытаниях материалов.

Указанная цель достигается тем, что устройство для ограничения экстремальных значений нагрузки снабжено дополнительными рычагами с грузами, одни концы которых устанолвены на общей с коромыслом оси, а другие оперты на токоведушие опоры, электромагнитами, служащими для соединения или разъединения дополнительных рычагов с пер- выми рычагами при изменении нагрузки, и блоком программного управления, к которому подключены электромагниты.

На фиг. 1 представлена установка для испытания материалов на малоцикловую усталость при чистом изгибе, а на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Установка содержит станину 1, привод 2 нагружения, устройство для пере25 дачи нагрузки, включающее две вертикальные стойки 3,и 4 с захватами для крепления образца 5, траверсы 6 и 7, две пары тяг 8 и 9, 10 и 13, соединяющих нижний конец стойки 4- и верхний конец стойки 3 с траверсой 7 и верхний конец стойки 4 и нижний конец стойки 3 с траверсой 6. Траверса 6 соединена с приводом 2 нагружения, а траверса 7 шарнирно соединена с 3S коромыслом 12 устройства для ограничения экстремальных значений нагрузки.

Устройство для ограничения экстремальных значений нагрузки включает горизонтально расположенные рычаги 13 40 и l4 с грузами 15 и 16, взаимодействующие с коромыслом 12, и дополнительные рычаги 17 и 18 с грузами l 9 и 20, одни концы1 которых установлены на обшей с коромыслом 12 оси 21, 45 а другие оперты на токоведушие опоры 22 и 23. Лежащие на опорах 22 и 23 концы рычагов 3,3 и 1 4 образуют с опорами 22 и 23 контактные пары, которые включены в цепь управления (не показана) 50 привода 2 нагружения. На рычагах 13 и

14 установлены электромагниты 24 и 25, служащие для соединения или разъединения дополнительных рычагов 7 и 18 с рычагами 13 и 14 при изменении на- 55 гр узки.

Сердечники электромагнитов 24 и 25 соединенные со штоками 26 и 27, под

11

4 действием пружин 28 и 29 стремятся отделиться от обмоток электромагнитов

24 и 25. При отсутствии напряжения на обмотках электромагнитов штоки 26 и 27 под действием пружин 28 и 29 имеют возможность входить в отверстия рычагов l7 и l8, обеспечивая совместную работу рычагов 13 и l7, l4 и 18 с грузами L5 и 16, l9 и 20.

Блок 30 программного управления содержит два реле счета импульсов и подключен к электромагнитам 24 и 25.

Он позволяет установить любое заранее выбранное число импульсов (циклов) в каждом блоке программного нагружения„.периодически включать или отклю- чать электромагниты 24 и 35 при достижении заданного числа импульсов (циклов) вплоть до разрушения образца.

Для управления реверсом привода 2 устройство оснащено двумя парами микропереключателей 3l и 32, 33 и 34.

Стойки 3 и 4, изготовленные из пружинной стали, служат одновременно динамометрами. Для регистрации диаграмм циклического деформирования установка оснащена двухкоординатным электронным потенциометром (не показан) . Установка позволяет проводить программные испытания материалов при нормальной и повышенной температурах. Нагрев образца осуществляется пропусканием электрического тока. С этой целью установка снабжена понижающим трансформатором, шшаратурой для измерения и поддержания заданной температуры (не показаны).

Установка имеет также счетчик числа циклов (не показан) .

В режиме мягкого программного нагружения при чистом изгибе установка работает следующим образом..

Посредством блока 30 программного управления запитываются обмотки электромагнитов 24 и 25. При перемещении траверсы 6 вправо усилия в тягах 8 и 9, 10 и 1,3. создают две пары сил, изгибающих образец выпуклостью вверх, при этом усилие передается посредством коромысла "L2 на рычаг 33, постепенно разгружая токоведуюшую опору 22.

При достижении в образце 5 заданного значения изгибающего момента, равного моменту М ох от груза 15 весом Я1 на плече 4 (М щоХ = Q,6), левый конец рычага 13 разъединится с токоведушей опорой 22. При этом произойдет разрыв электрической цепи, что приведет к реверсу электродвигателя. Рычаг 13 ляжет на опору 22, траверса 6 начнет пе5 8008 ремещаться влево, нагружая образец 5 изгибающим моментом обратноГо знвкв.

Усилие посредством коромысле 12 будет передаваться на рычаг l4 с подвешен- ным грузом l6. При двльнейшем движении трвверсы 6 влево рычаг рвзъединится с токоведущей опорой 23 при значении изгибающего моментв М ;„, равном моменту от груза 16 весом на плече 8 (М ;„= Я О. Электрическая 19 цепь разорвется и снова произойдет реверс электродвигателя.

Такой режим нвгружения будет поддерживаться на протяжении первой ступени программы. При достижении уста- И новленного для первой ступени нагруже» ния заданного числа циклов посредством блока 30 программного управления, обмотки электромагнитов 24 и 25 обесточатся, штоки 26 и 27 под действием щ пружин 28 и 29 войдут в отверстия рычагов 17 и l8, обеспечивая совместную работу рычагов l3 и l7, l4 и l8 с грузами 3.5 и 4.9, 16 и 20.

Экстремальные значения изгибающе- 2$ го момента Max = (Я + Р z ) 4и И„„;„= (Я 94 ) 8, где Q и Q q — веса грузов l9 и 20, будут ограничены весами грузов 15 и l9, l6 и 20. Реверс электродвигателя осуществляется анало- Зв гично. Продолжительность каждой ступени в блоке нагружения может устанавливаться с помощью реле счета импульсов, а сами блоки нвгружения будут периодически повторяться вплоть до рвэрушения 3$ образца. Путем соответствующего подбора грузов l5 и 1.9, 16 и 19 можно осуществлять испытания с различным коэффициентом асимметрии по нагрузкам.

Для работы установки при пульсирующем цикле (R -О) рычаги 17 и 1.8 с грузами l.б и 20 убираются, в токоведушую опору 23 устанавливают на опорный палец коромысла 12 для рыча-. га 13. При нагружении образца асиммет13 ричным циклом с коэффициентом g >О

1.l 6 грузы l6 и 20 подвешивают к опорному пальцу коромысла 3 2 для рычага l3.

Установка может работать также в режиме жесткого программного нагружения в условиях чистого изгиба. Для этого ко ромысло l2 жестко крепится к cramне l. Достижение заданного прогиба образца и асимметрии цикла осуществляется с помощью микропереключателей Зl и 32, 33 и 34. Блок 30 программного управления обеспечивает реверс приводе нвгружения по сигналам той или иной пары микропереключателей 3l и 32, 33 и 34.

Применение предлагвемой установки для испытаний материалов на малоцикловую уствлость позволит повысить производительность программных испытаний при ступенчатом изменении нагрузки. формула изобретения

Установка для испытания материалов нв малоцикловую усталость -при чистом изгибе по авт. св. № 697875, о т л ич а ю щ в я с я тем, что, с целью ступенчатого изменения циклической нагрузки при программных испытаниях мвтериалов, устройство для ограничения экстремальных значений нвгрузки снабжено дополнительными рычагами и грузами, . одни концы которых установлены нв общей с коромыслом оси, а другие оперты на токоведущие опоры, электромагнитами, служащими для соединения или разъединения дополнительных рычагов с первыми рычагами при изменении нагрузки, и блоком программного управления, к которому подключены электромагниты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР

¹ 513297, кл. G 0l И 3/34, l974.

2. Авторское свидетельство СССР № 697875, кл. ц 01 М 3/34, l 978 (прототип).

800811

Рие. 1

18 1Ф

zsи а

g2 ðöã. 2

Составитель А. Зайдев

Редактор M. Лысогорова Техред Л.Пекарь Корректор Г Решетники

Заказ 10407/56 Тираж 9 1 8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3.130З5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4