Устройство для испытания оболочек и колец на локальные нагрузки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61)Дополнительное к авт. свид-вуf22) Заявлено 11.03. 81 (21) 3260541j40-23 (ф4) фД. Кд.З

Союз Советскик

Социалистическии

Республик

6 01 И 5/00 с присоединением заявки Йо— (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий фЗ) УДф б 29. 7. 018. . 4 (088. 8) Опубликовано 150283. Бюллетень Ио б

Дата опубликования описания 15.02 ° 83

Ъ г :, „„....

Л.В.Андреев, И.д.Павленко, В.П.яковлев и 8 .И.КучерЕНКо

1 3;:

"1

Днепропетровский ордена Трудового Красног Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения

Украины с Россией (72) Авторы изобретения (4

II ч

„ 1 ч ,<

"1 (71) Заявитель

1,54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБОЛОЧЕК И КОЛЕЦ

HA ЛОКАЛЬНЫЕ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к испытательной технике, а более конкретно к испытательным приспособлениям, пред» назначенным для экспериментальных исследований прочности и устойчивости тонкостенных оболочечных конструкций при действии локальных и комбинированных нагрузок.

Известна установка параллелограмм- 1О ного типа,. позволяющая нагружать кольца локальными поперечными сжимающими усилиями f 1).

Однако такая установка не позволяет осуществить одновременное нагружение поперечными локальными силами и осевой нагрузкой.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройстьу является стенд для испытания колец, содержащий раму, обоймы, нагружающие элементы и крышку (2).

Локальные усилия создаются гидравлическими плунжерами. Такой способ нагружения является "мягким", т.е, действующее усилие практически не зависит от деформации испытывае.мого образца. Так как оболочки в большинстве случаев нагружения имеют ниспадающую закритическую ветвь на диаграмме деформация — нагрузка, тотакой способ нагружения приводит к тому, что при достижении критической нагрузки под действием усилий гидравлических плунжеров стенда испытываемая конструкция сразу приобретает закритическую форму а очень часто и разрушается. Поэтому зафиксировать форму деформированного состояния испытываемой оболочки в момент потери устойчивости, точно измерить величину критической нагрузки, а также изучить закритическое поведение оболочек вблизи особых точек на таком стенде не представляется возможным. Кроме того, на этом стенде можно испытывать только очень короткие оболочки, близкие к кольцам.

Класс оболочек средней длины, имеющих наибольшее применение в практике, на этом стенде исследовать нельзя.

Целью изобретения является повышение точности измерения критических нагрузок и изучение закритического состояния испытываемых оболочек при действйи локальных нагрузок и их комбинации с осевой сжимающей силой и крутящый мамеитом.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания оболочек и колец на локальные. нагруэ996890

20.и, содержащее раму, обоймы, нагружа- ющие элементы и крышку, снабжено расположенным между крышкой и обоймой диском, выполненным с наружными зубьями и с внутренними наклонными выступами, поворотным механизмом, вы- 5 полненным в виде червяка, взаимодействующего с наружными зубьями дис ка, и блока с грузом, а нагружающие элементы оснащены роликами, взаимодействующими с выступами диска. 10

На фиг. 1 изображено. устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Устройство содержит раму 1, винтовые стойки для подъема 2, обойму 3, 5 подвижную опору 4, червяк 5, диск 6 с наружными зубьями и внутренними выступами, крышку 7, нагружающие элементы 8 испытываемой оболочки 9, блок 10 и груз 11. ,Устройство работает следующим образом.

Испытываемая оболочка 9 устанавливается на опорНую. пяту рамы 1. С помощью стоек 2 обойма 3 устанавливается на требуемую высоту в зависимости от места приложения локальных усилий. Установленный на подвижной опоре 4 червяк 5 вводится в зацепление с наружными зубьями диска 6. Дли-ЗΠ— на нагружающих элементов 8 регулируется перед испытаниями в зависимости от диаметра испытываемой оболочки 9.

При вращении диска 6 с помощью червяка 5 ролик, укрепленный на конце нагружающего элемента 8, движется по наклонной поверхности выступа.

Нагружающие элементы 8 при этом перемещаются внутрь, создавая попереч ные точечные усилия на испытываемый 40 объект. Перемещения нагружающих элементов 8 внутрь полностью определяется поворотом диска 6, и, в конечном итоге, вращением червяка 5, При смене форм равновесия в момент дости-45 жения критической нагрузки, когда местная жесткость испытываемой оболочки существенно падает, усилия контакта между .оболочкой и нагружающими элементами снижаются и разрушение 5Q оболочки исключается. Таким образом, имеется воэможность точно зафиксировать момент потери устойчивости,, критическую нагрузку и исследовать закритическое поведение оболочки. 55

Требуемое число поперечных .сил и закон их распределения достигаются установкой соответствующего числа и местом расположения нагружающих элементов перед испытаниями. Максимальное число поперечных сил, действующих на оболочку, соответствует числу внутренних наклонных выступов на диске 6.

Устройство позволяет нагружать оболочки и следящими локальными силами ("мягкое" нагружение ). В этом случае червяк 5 выводится из зацепления и поворот диска 6 осуществляется грузом 11 с помощью троса, перекинутого через блок 10. Вес груза

11 определяет величину следящей (не зависящей от деформации испытываемой оболочки) локальной силы. Для испытания оболочек на совместное действие осевой .сжимающей нагрузки, крутящего момента и их комбинации с локальными, поперечными силами устройство с оболочкой устанавливается в испытательную машину (например, ЦДТе-30), которая создает требуемое осевое усилие и крутящий момент °

Формула изобретения

Устройство для испытания оболочек и колец на локальные нагрузки, содержащее раму, обоймы, нагружающие элементы и крышку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения критических нагрузок и изучения закритического состояния испытываемых оболочек, оно снабжено расположенным между крышкой и обоймой диском, выполненным с наружными зубьями и внутренними наклонными выступами, поворотным механизмом, выполненным в внде червяка, взаимодействующего с- наружными зубьями диска, и блока с грузом, а нагружающие элементы осиащены роликами, взаимодействующими с выступами диска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Прочность и надежность конструкций. Киев."Наукова думка",1978, 2. Патент США Р 36934?4, кл. 73-120, 1972.

Составитель Л.Баркова

Редактор Л.Веселовская Техред N.Гергель Корректор A.Грипенко

Заказ 920/59 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4