Установка для испытаний образцовлистовых материалов ha прочностьпри сложном напряженном состоянии

 

,8III0I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.11.78 (21) 2685174/25-28 с присоединением заявки № 2685175/25-28 (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. К .

С 01 N 3/18

Государственный комитет (53) УДК 620.172.251. .1 (088.8) ио делам изобретений и OTi

А И Петренко и Н P My wa с

Институт проблем прочности АН Ук/аинской ССP

Ф (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛ Я И С П Ъ|ТА Н И Й ОБРАЗЦОВ ЛИСТОВЫХ

МАТЕРИАЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ СЛОЖНОМ

НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ недообусИзобретение относится к области испытаний материалов, в частности к установкам для испытаний образцов листовых материалов на прочность при сложном напряженном состоянии.

Известна установка для испытаний образцов листовых материалов на прочность при сложном напряженном состоянии, содержащая камеру, заполненную гидропластмассой, приспособление для крепления образца к камере и нагружающее устройство, выполненное в виде плунжера, входящего в камеру (1).

Недостатком установки является невозможность проведения испытаний при высоких или низких температурах вследствие изменения свойств гидропластмассы.

Известна установка для испытаний образцов листовых материалов на прочность при сложном напряженном состоянии, содержащая камеру в виде вертикально установленного полого цилиндра, приспособление, прижимаемое к нижнему торцу цилиндра при размещении между ними образца, и устройство для подачи среды под давлением в камеру (2). Эта установка является наиболее близким техническим репением к изобретению.

Недостатком установки является статочная безопасность испытаний, ловленная образованием ударной волны большой мощности при разрушении образца.

Цель изобретения — повышение безопасности испытаний.

Указанная цель достигается тем, что нижняя часть камеры заполнена гранулированным наполнителем, а установка снаб10 жена установленным в верхней части камеры штоком, взаимодействующим с поверхностью наполнителя, механизмом перемещения штока и устройством автоматического регулирования величины перемещения

15 штока, Кроме того, на внутренней поверхности верхней части камеры выполнена резьба, а механизм перемещения штока выполнен в виде траверсы, закрепленной на верхней

20 части штока, на боковой поверхности которой выполнена резьба, взаимодействующая с резьбой на камере, и привода вращения траверсы. При этом устройство автоматического регулирования величины перемеще25 ния штока выполнено в виде электромагнитного реле с управляющей цепью из двух контактов, один из которых выполнен в виде клеммы, расположенной на поверхности гранулированного наполнителя, а в качестве другого использован шток.

8И 101

На чертеже приведена схема установки для испытания ооразцов листовых материалов на прочность.

Установка содержит камеру 1, выполненную в виде вертикального полого цилиндра, приспособление 2, прижимаемое к ни>кнему торцу цилиндра при размещении между ними испытуемого ооразца 3 через теплоизоляционную прокладку 4, расположенную на поверхности образца 3, обращенной к камере 1. Нижняя часть А камеры 1 заполнена гранулированным наполнителем 5, например стальными шариками, и соединена с манометром 6, а также с блоком 7 высокого давления через регулирующий клапан 8. В верхней части камеры 1 расположен шток 9, взаимодействующий с поверхностью наполнителя 5. На нижнем конце штока 9 установлены уплотнительные кольца 10, например из фторопласта.

В верхней части камеры 1 установлен меанизм перемещения штока 9, выполненный в виде траверсы ll, закрепленной в верхней части штока 9. На боковой поверхности траверсы 11 выполнена резьба, взаимодействующая с резьбой, выполненной на внутренней поверхности верхней части камеры. Привод вращения траверсы 11 состоит из укрепленного на ней электродвигателя 12, на валу которого установлена шестерня 13, входящая в зацепление с зубчатым венцом 14, закрепленным на камере

1. Электродвигатель 12 подключен к источнику питания (на чертеже не показан) через устройство автоматического регулирования величины перемещения штока 9, выполненное в виде электромагнитного реле

15 с управляющей цепью, состоящей из двух контактов, один из которых выполнен в виде клеммы 16, установленной на электроизоляционной подкладке 17, свободно расположенной на поверхности гранулированного наполнителя 5, а в качестве другого использован шток 9. Нижняя часть камеры размещена в герметичном корпусе 18, соединенном с вакуумным насосом 19. Уплотнение 20 служит для герметизации корпуса 18, Приспособление 2 для крепления образца 3 окружено азотным экраном 21, а полость Б, образованная наружной поверхностью приспособления 2 и экраном 21, соединена с сосудом 22 Дьюара. Полость В, образованная внутренней поверхностью приспособления 2 и поверхностью образца

3, соединена с газгольдером 23, а также через обратный клапан 24 с сосудом 25

Дьюара, заполненным жидким гелием и соединенным с баллоном 26 через дроссельный клапан 27.

Установка работает следующим образом.

С помощью приспособления 2 испытуемый образец 3 прижимают по контуру к нижнему торцу цилиндра камеры 1 и теплоизоляционной прокладке 4, предохраняющей также гранулированный наполнитель 5 в

ЗО

65 виде стальных шариков от высыпания.

Нижнюю часть камеры 1 устанавливают в корпус 18, из которого насосом 19 откачивают воздух до необходимого разрежения и охлаждают приспособление 2 жидким азотом, поступающим в полость b из сосуда

22 Дьюара.

Дроссельным клапаном 27 устанавливают интенсивность поступления газообразного гелия в сосуд 25 Дьюара с жидким гелием, что определяет интенсивность поступления жидкого гелия в полость В для охлаждения образца 3. Избыточный газообразный гелий отводится в газгольдер 23.

После достижения заданной температуры образца в полость А из блока 7 высокого давления подается газ, заполняющий свободное пространство между стальными шариками. Регулирующим клапаном 8 устанавливают скорость повышения давления в полости А, величина которого фиксируется манометром 6.

При повышении давления в полости А до определенной величины образец деформ ируется (выпучивается), что приводит к понижению уровня гранулированного на олнителя, на поверхности которого расположена клемма 16, вследствие чего клемма

16 перестает контактировать со штоком 9.

B результате этого электромагнитное реле 15 включает электродвигатель 12. Шестерня 13, обкатываясь по зубчатому венцу 14, вращает траверсу 11, которая взаимодействует с резьбой на камере 1 и опускает шток 9 до соприкосновения с клеммой 16, что приведет к отключению электродвигателя 12. Таким образом, на протяжении всего испытания шток 9 будет автоматически перемещаться вслед за поверхностью наполнителя, поддерживая объем полости А постоянным. Масса сжатого газа, находящегося в полости А, увеличивается только за счет его подвода из блока

7 высокого давления в постоянный незначительный объем, образованный пространством между стальными шариками. Это позволяет избежать при разрушении образца

3 взрыва большой силы.

При разрушении образца вследствие резкого падения давления в полости А регулирующий клапан 8 автоматически отсекает блок 7 высокого давления, а обратный клапан 24 запирает сосуд 25 Дьюара. Гранулированный наполнитель удерживается приспособлением 2, а остатки хладагента, испаряясь, поступают в газгольдер 23, куда поступает также и газ, давлением которого производилось нагружение образца 3. Электродвигатель 12 отключается концевым выключателем (на чертеже не показан).

Формула изобретения

1. Установка для испытаний образцов листовых материалов на прочность при

811101 сложном напряженном состоянии, содержащая камеру в виде вертикально установленного полого цилиндра, приспособление, прижимаемое к нижнему торцу цилиндра при размещении между ними образца, и 5 устройство для подачи среды под давлением в камеру, отличающаяся тем, что, с целью повышения безопасности испытаний, нижняя часть камеры заполнена гранулированным наполнителем, а установка 10 снабжена установленным в верхней части камеры штоком, взаимодействующим с поверхностью наполнителя, механизмом перемещения штока и устройством автоматическогО регулирования величины перемещения 15 штока.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности верхней части камеры выполнена резьба, а механизм перемещения штока выполнен в ви- 20 де траверсы, закрепленной на верхней части штока, на боковой поверхности которой выполнена резьба, взаимодействующая с резьбой на камере, и привода вращения тр аверсы.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающ а я с я тем, что устройство автоматического регулирования величины перемещения штока выполнено в виде электромагнитного реле с управляющей цепью из двух контактов, один из которых выполнен в виде клеммы, расположенной на поверхности гранулированного наполнителя, а в качестве другого использован шток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по сварке, М., Машиностроение, 1970, т. 4, с. 216, рис. 27.

2. Шоршоров М. Х., Чернышова Т. А. и

Красовский А. И. Испытания металлов на свариваемость. М., Металлургия, 1972, с, 229, рис. 120 (прототип).

811101

25 к

) 1

1 /

Составитель А. Булалиевич

Техред О. Павлова

Корректоры: О. Тюрина и А. Степанова

Редактор Т. Зубкова

Заказ 368/7 Изд. № 184 Тираж 915 Подписное

НПО <Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2