ЗАХВАТ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЛОСКИХ ОБРАЗЦОВ Российский патент 1996 года по МПК G01N3/04 

Изобретение относится к испытаниям материалов и конструкций, в частности, к устройствам для закрепления плоских образцов или фрагментов конструкций, преимущественно из композиционных материалов при их испытаниях на растяжение и сжатие.

Известен захват для закрепления асимметричных образцов при испытании на прочность, содержащий основание, установленный в на нем корпус с установочным пазом для захватной части образца, размещенные в пазу клиновые зажимные губки, размещенные между соответствующими губками и стенкой паза два клина и связанный с одним из них механизм перемещения и дополнительный механизм перемещения, связанный со вторым клином и параллельными оси установочного паза штоками, одни концы которых закреплены на основании, а вторые связаны с соответствующими клиньями с возможностью относительного перемещения штоков и клиньев [1]
Данное захват имеет ограниченные возможности, так как не позволяет производить испытания образцов или фрагментов конструкций различной толщины на растяжении и сжатие и не обеспечивает надежного закрепления образца или фрагмента конструкции в случае наличия разнотолщинности в зоне закрепления.

Наиболее близким к предлагаемому является зажимное приспособление для испытания на растяжение образцов из композиционных материалов, содержащее тягу, корпус с наклонными внутренними поверхностями, в которых выполнены пазы и направляющие с расположенными в пазах клиновидными вкладышами, имеющими зажимные плоскости, причем, каждый вкладыш выполнен с пазом и снабжен накладками, установленными в пазах, материал которых имеет модуль упругости ниже модуля упругости материала вкладыша [2]
Данное устройство не позволяет производить испытания на растяжение образцов и фрагментов конструкций различной толщины, а также не позволяет производить испытания на сжатие. Устройство не обеспечивает равномерности закрепления образцов или фрагментов конструкций с разнотолщинностью в зоне захвата большей, чем величина разности деформаций накладок при нагружении испытываемого образца или фрагмента.

Задачей является расширение возможностей захвата и обеспечение равномерности закрепления образца или фрагмента конструкции.

Технический результат достигается тем, что в захвате, содержащем корпус с выполненным в нем пазом, вкладыши и пары накладок с зажимными плоскостями для образца, согласно предлагаемому изобретению, корпус выполнен из частей, одна из которых выполнена с пазом и цилиндрическими направляющими, а другие части с цилиндрическим хвостовиками, установленными в соответствующие цилиндрические направляющие с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном зажимным плоскостям накладок. Их рабочие поверхности и поверхности сопряженных с ними накладок выполнены сферическими. Другие накладки каждой пары выполнены клиновыми и сопряжены с клиновыми вкладышами, установленными в пазе корпуса.

Выполнение корпуса из частей, одна из которых выполнена с цилиндрическими направляющими, а другие части снабжены цилиндрическими хвостовиками, установленными в соответствующие цилиндрические направляющие, позволяет перемещать эти части и направлении, перпендикулярном зажимным плоскостям накладок, позволяет устанавливать в захвате образцы с толщиной, изменяющейся в достаточно широких пределах, что расширяет функциональные возможности устройства.

Снабжение частей корпуса, имеющих цилиндрические хвостовики, накладками, сопряженными с этими частями по сферическим поверхностям, позволяет производить испытания образцов или фрагментов конструкций, имеющих переменную толщину в зоне закрепления, что в свою очередь, расширяет функциональные возможности устройства.

Выполнение других накладок каждой пары клиновыми и сопряженными с клиновыми вкладышами, установленными в пазе корпуса, позволяет производить испытания на растяжение и сжатие в одном захвате, что также направлено на достижение поставленной цели.

Выполнение корпуса захвата из частей, подвижных в направлении, перпендикулярном зажимным плоскостям накладок, позволяет производить испытания образцов и фрагментов конструкций, несимметричных относительно плоскости, проходящей через центр тяжести поперечного сечения, что также расширяет функциональные возможности устройства.

На фиг. 1 представлен общий вид захвата, на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1, из частей которого 1 выполнены цилиндрические направляющие 2 и паз 3. Части корпуса 4 снабжены цилиндрическими хвостовиками 5 и накладками 6. Хвостовики 5 сопряжены с цилиндрическими направляющими 2, а накладки 6 сопряжены с частями 4 по сферическим поверхностям.

В пазе 3 установлены клиновые вкладыши 7, которые сопряжены с клиновыми накладками 8 по наклонным относительно зажимных плоскостей поверхностям. Перемещение частей корпуса 4 относительно части 1 осуществляется с помощью резьбовых шпилек 9 и гаек 10.

Часть корпуса 1 устанавливается на тяге 11 с помощью переходника 12, болтов 13 и гаек 14. Перемещение корпуса захвата относительно тяги 11 осуществляется по пазам 15 в плоскости перемещения частей корпуса 4. Накладки 6 крепятся на частях корпуса 4 при помощи винтов 16 с возможностью перемещения накладок 6 по сферической поверхности сопряжения с частями корпуса 4. Крепление накладок 6 осуществляется для исключения их выпадания при закреплении или извлечения образца из захвата.

Каждая из накладок 6 образует с соответствующей ей клиновой накладкой пару, работающую независимо от других накладок и захватывающую некоторую часть образца или фрагмента конструкций 17 по его ширине.

Устройство работает следующим образом.

Образец или фрагмент конструкции 17 устанавливается между парами накладок 6 и 8, предварительно зажимается между ними с помощью подвижных частей корпуса 4, шпилек 9 и гаек 10. При приложении нагрузки к образцу 17 за счет перемещения захвата (показана стрелкой на фиг. 2) производится окончательное зажатие образца 17 за счет перемещения клиновых накладок 8 относительно вкладышей 7. Надежный контакт зажимных поверхностей накладок 6 и 8 с поверхностью образца 17 обеспечивается возможностью поворота накладки 6 по сферической поверхности сопряжения с корпусом.

Для проведения испытаний образца 17 на сжатие необходимо извлечь вкладыши 7 вместе с накладками 8 из паза 3, повернуть их на 180^o, в плоскости образца и снова установить их в паз 3.

В случае испытаний фрагментов подкрепленных конструкций, представляющих собой пластину, подкрепленную силовыми элементами, прикладываемую нагрузку необходимо устанавливать в определенной точке сечения фрагмента.

Для этой цели служат пазы 15, переходник 12, болты 13 и гайки 14, позволяющие перемещать захват вместе с фрагментом относительно тяги нагружающего устройства 11.

Использование: в испытаниях материала и конструкций и может быть использовано для закрепления плоских образцов или фрагментов конструкций преимущественно из композиционных материалов при испытаниях на растяжение и сжатие. Техническим результатом является расширение возможностей захвата и обеспечение равномерности закрепления образца или фрагмента конструкции. Захват состоит из корпуса, выполненного из частей, в одной из частей корпуса 1 выполнены цилиндрические направляющие 2 и паз 3. Другие части корпуса 4 снабжены цилиндрическими хвостовиками 5 и накладками 6, хвостовики сопряжены с цилиндрическими направляющими 2, а накладки 6 - с частями корпуса 4 по сферическим поверхностям. В пазе 3 установлены вкладыши 7 и сопряжены с клиновыми накладками 8. Перемещение частей корпуса 4 по цилиндрическим направляющим 2 части корпуса 1 осуществляется при помощи резьбовых шпилек 9 и гаек 10, осуществляя предварительное зажатие образца 17. 2 ил.

Захват для закрепления плоских образцов, преимущественно из композиционных материалов, содержащий предназначенную для соединения с нагружающим устройством тягу, корпус с выполненными в нем пазом и направляющими, клиновые вкладыши, установленные в пазе, пары накладок с зажимными плоскостями для образца, корпус и одна накладка каждой пары имеют сопряженные поверхности, отличающийся тем, что направляющие выполнены цилиндрическими, корпус состоит из частей, одна из которых выполнена с пазом и направляющими, а другие части снабжены цилиндрическими хвостовиками и сопряжены с цилиндрическими направляющими с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном зажимным плоскостям накладок, сопряженные поверхности корпуса и накладок выполнены сферическими, а другие накладки каждой пары выполнены клиновыми и сопряжены с клиновыми вкладышами.