Стенд для испытания изделий на воздействие циклических деформаций

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ 6ТВЛЬСТВУ

< «896454 (63) Дополнительное к аат. саид-ау(22) Заявлено 24 ° 04.80 (2t) 2918056/25-28 (51)М. К. с присоединением заявки l49 (23) Приоритет

6 01 И 7/00

Государственный комитет

СССР ао деаам изобретениЯ и открытий

Опубликовано 07,0182. Бюллетень 89 1 (53) УДК б20. 178. 5 (088.8) Дата опубликования описания 07, 01. 82

P2) Авторы изобретения

А.С. Семенов, Г.Г. Машара, Д.В. Лиф и О.П. Васильев (Щ Заявитель (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ HA ВОЗДЕЙСТВИЕ

ЦИКЛИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ

Изобретение относится к механическим испытаниям изделий, а именно к стендам для испытания изделий на воздействие циклических деформаций и может быть использовано для проверки прочности и устойчивости иэделий и элементов электронной техники, закрепляемых на панелях (подложках), подверженных в условиях эксплуатации вибрационным и другим динамическим нагрузкам.

Известен стенд для виброиспытаний, в котором в качестве стола для установки испытуемых изделий используют упруго-деформируемую конструк- 15 цию. Возбуждение рабочего стола осуществляют несколькими возбудителями, присоединенными к столу в произвольных точках (1).

Однако указанный стенд не обес- 29 печивает однозначности воздействующих факторов при испытаниях раэнотипных изделий или изменении их положения на столе. Это объясняется неравномерностью деформирования 25 стола, снижающей точность испытаний.

Наиболее близким по технической сущности и положительному результату к предлагаемому является стенд для испытания изделий, преимущественно Зр электронных приборов, на комбинированное воздействие циклических деформаций и вибраций, содержащий упpyro-деформируемый стол для закрепления испытуемых изделий, его центральную опору и возбудители колебаний, один иэ которых соединен через опору с центром стол<-, а другой— с его периферией Г2).

Недостатком известного стенда является малый срок службы, так как при амплитудах перемещения возбудителей колебаний, превышающих предельно-допустимые,а также вследствЦ концентрации напряжений в местах присоединения опор, механическйе напряжения в материале стола и в иэделии могут достигать разрушающих значений и приводить в негодность как рабочий стол, так и установленное на нем изделие.

Цель изобретения — увеличение срока службы стенда.

Поставленная цель достигается тем, что стенд снабжен второй опорой,расположенной зеркально первой с противоположной стороны стола, а рабочая поверхность опор выполнена криволиней896454 ной о радиусом кривизны R выбранным иэ условия

22Х(Х) 22„(Х) где d - толщина рабочего стола; 5

Я„(и) - максимально допустимые относительные деформации стола;

Ер(Х) — максимальHO допустимые относительные деформации стола.

На фиг. 1 хематично изображен один из вариантов выполнения стенда;на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Стенд содержит упруго-деформируемый стол 1, выполненный в виде элемента равного сопротивлению изгиба, например пластины в ФормЕ ромба, первую центральную опору 2 и расположенную с противоположной стороны стола 1 зеркально опоре 2 опору 3, рабочая поверхность которых (опор 2 и 3) выполнена криволинейной с постоянным радиусом кривизны, например, цилиндрической. Стол 1 и опоры

2 и 3 соединены между собой разъем- 25 ным соединением с помощью винтов 4.

Стол 1 закреплен спорами 2 и 3 по линии, проходящей через его центр и совпадающей с одной из его диагоналеи. Периферийные участки стола 1 gg соединены с возбудителем 5 колебаний посредством переходника 6. В опорах

2 и 3 по их оси симметрии выполнены сквозные отверстия 7 и 8 для установки испытуемого изделия 9 на столе 1.

Стенд работает следующим образом.

Испытуемое иэделие 9 закрепляют на столе 1 в отверстии 7 с помощью клеевого соединения или вакуумного прижима.

Приводят возбудитель 5 в колеба- 40 тельное перемещение с заданным законом изменения амплитуды. Переходник б предназначен для передачи колебаний возбудителя 5 столу 1 и обеспечивает синхронное перемещение 45 незакрепленных концов стола в соответствии с колебаниями возбудителя 5. Стол 1 при этом деформируется, деформируя испытуемое иэделие 9 по закону колебаний возбудителя 5. 50

При увеличении амплитуды колебаний возбудителя 5 выше предельно-допу стимых значений, стол 1 соприкасается с криволинейной рабочей поверхностью опор 2 и 3, и его радиус изгиба ограничивается радиусом кривизны опор

2 и 3. При этом возникающие в столе

1 механические напряжения распределяются равномерно, не создавая концентрации в местах присоединения его к опорам 2 и 3. Это значительно увеличивает долговечность рабочего стола стенда.

Относительные деформации Е (Х) стола 1 связаны с радиусом R кривизны опор 2 и 3 следующим соотношением. 65

d — 22 (Х) где d — толщина стола 1.

Уменьшение концентраций напряжений и ограничение их максимальных величин объясняется тем, что величина механических напряжений, возникающих при изгибе в упругом элементе (столе 1), обратно пропорциональная радиусу изгиба. Если радиус изгиба постоянен по длине упругого элемента,то соответственно будет постоянным и максимальное механическое напряжение.

При работе стенда стол 1, начиная с некоторой заданной величины динамических деформаций, определяемой радиусом кривизны рабочей поверхности ,опор 2 и 3, соприкасается с той или иной опорой все большей частью своей поверхности, повторяя ее криволинейность. Этим достигается ограничение уровня динамических деформаций и их выравнивание по всему столу 1. При радиусе опор 2 и 3, больd шем (гце Ер (Х) — максимальP ные относительные деформации стола

1 при испытаниях), при сравнительно небольшой амплитуде колебаний изгиб стола 1 ограничивается поверхностью опор 2 и 3. В то же время, при радиусе опор 2 и 3, меньd

ХХЯм — — — РХ-)- (ГДЕ Х „(Х ) — ПРдДДЛЬно-допустимые деформации стола 1, определяемые пределом прочности его материала), наблюдается пропорциональное увеличение механических напряжений в материале стола 1 при увеличении амплитуды колебаний, которые при определеннь(х величинах амплитуды могут достигнуть разрушающих значений.

Исходя из укаэанного, радиус кривизны рабочей поверхности опор 2 и

3 выбирается в диапазоне

2Хх(ХТ 22E„EE) обеспечивающем в достаточно широких пределах деформацию стола, а следовательно, и закрепленного на нем испытуемого изделия 9.

Для всенаправленного деформирования изделий стол 1 может быть выполнен в виде диска переменного сечения с круговым присоединением возбудителя (возбудителей) колебаний на периферии. Опоры в этом случае выполняются со сферической рабочей поверхностью. Опоры могут быть соеди-. нены с дополнительным возбудителем колебаний, что позволит проводить испытания на комбинированное воздействие вибраций и циклических деформаций.

89645 l

2е ТхТ

2Ер Х где 4

Ер (Х) 15

EÄ (X) В опытном образце стенда стол был выполнен из стеклотекстолита толщиной 2 мм в виде ромба со стороной

75 мм. Рабочие поверхности опор были выполнены цилиндрическими с радиусом кривизны 10 и (диапазон динамических деформаций 10, 5 10 ).

Сопоставительные испытания показали, что срок службы предлагаемого стенда по сравнению с известными увеличился в 5-10 раз. Увеличение срока службы достигнуто благодаря уменьщению концентрации напряжений в материале стола в местах присоединения его к опорам, а также вследствие ограничения их максимально возможной величины.

Формула изобретения

Стенд для испытания изделий на воздействие циклических деформаций, содержащий упруго-деформируемый стол для установки испытуемых изделий, его центральную опору и возбудитель колебаний, присоединенный к столу по его периферии, о т личающийся тем, что, с целью увеличения срока службы, он снабжен второй опорой, расположенной зеркально первой с противоположной стороны стола, а рабочая поверхность опор выполнена криволинейной с радиусом кривизны R,âûáранным из условия толщина стола; максимальные рабочие относительные деформации стола; максимально допустимые относительные деформации стола.. 20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СшА Р 3.686.927, .кл. 73-71.6, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 769382, кл. G 01 7/00, 1978 (прототип).

896454

Составитель В. Шехтер

ТехредЖ.Кастелевич"Корректор М. Пожо

Редактор Г. Волкова

Тираж 882 Подпис ное

BHHHIIIt Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11683/29

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, УЛ. Проектная,4