СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБОЛОЧЕЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2002 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к области испытаний машиностроительных конструкций на прочность при действии комплекса нагрузок и может быть использовано при исследовании прочности конструкций при нагружении их внутренним давлением с одновременным действием сжимающих усилий и изгибающего момента на стыковочный узел оболочечной конструкции в изделии в целом.

Известен способ гидроиспытаний оболочек (А.с. СССР 714220, кл. G 01 N 3/12, 1980 г. ), по которому изгибающий момент М создается при помощи плавающего поршня за счет создания усилия Рб на определенном плече L относительно плоскости закрепления конструкции.

Известно также техническое решение (А.с. СССР 1631348, кл. G 01 N 3/12, 3/20, 1988г.), по которому для испытаний на прочность и устойчивость оболочечных конструкций при нагружении их давлением и изгибающим моментом используется сложная система силовозбудителей (прототип).

В качестве существенного недостатка прототипа следует отметить невозможность испытания конструкции с одним стыковочным узлом на сжимающие нагрузки. Определенным недостатком является также сложность воспроизведения при нагружении реальной картины усилий для широкого класса конструкций, например, типа корпуса навесного ускорителя космического ракетоносителя (сжимающие нагрузйки Т и изгибающий момент М на узле стыка от тяги и эксцентриситета подвеса и растягивающие усилия на корпусе, возникающие от действия внутреннего давления).

Технической задачей настоящего изобретения является снижение трудоемкости проведения испытаний и номенклатуры используемого оборудования за счет отказа от дополнительных силовозбудителей, повышение точности соответствия параметров нагружения заданным за счет создания нагрузок изменением только одного силового параметра - внутреннего давления.

Технический результат достигается тем, что в стенде для испытаний оболочечных конструкций при комплексном нагружении внутренним давлением в корпусе, сжимающим усилием и изгибающим моментом на стыковочном узле, содержащем силовую раму, на верхней части которой смонтирован плавающий поршень, а на нижней установлена опорная плита, последняя в поперечном сечении имеет профиль цилиндрического сегмента, выпуклая сторона которого обращена к поршню, при этом с одной стороны опорная плита закреплена шарнирно, а с другой стороны под ней установлено подъемное устройство, например винты.

Подъемное устройство позволяет устанавливать опорную плиту в положение, обеспечивающее создание изгибающего момента требуемой величины.

На фиг.1 показано общее устройство стенда.

На фиг.2 приведена схема создания изгибающего момента.

Стенд (фиг.1) состоит из основания 1, на котором установлена силовая рама 2, с закрепленным на ее верхней части плавающим поршнем 3. На основании закреплена опорная плита 4, имеющая одну шарнирную опору 5 и одну регулируемую, например с помощью винтов, опору 6. Испытуемая конструкция 7 со стыковочным узлом 8, состыкованным с переходным кольцом 9, имитирующим жесткость соединенной с конструкцией детали, устанавливается кольцом 9 на опорную плиту таким образом, что интегральное усилие Т от плавающего поршня действует вдоль оси симметрии испытуемой конструкции. Оболочечную конструкцию 1 нагружают внутренним давлением р, создаваемым в корпусе 10, при этом на стыковочный узел 8 действует только сжимающее усилие. Изгибающий момент создается плавающим поршнем 3 за счет плеча L от линии действия интегрального усилия Т, появляющегося от поворота опорной плиты 4 вокруг шарнирной опоры 5 и смещения линии контакта опорной плиты 4 и кольца (9) по цилиндрической поверхности с помощью перемещения регулируемой опоры 6 (фиг.2). Интегральное сжимающее усилие Т на узел стыка равно Т=π•R_п ²•р, где R_п - радиус плавающего поршня. Изгибающий момент вычисляется по выражению M=T•L.

Изменение положения линии контакта 11-11' за счет осевого перемещения Н регулируемой опоры 6 (фиг. 2) может производиться по специальному закону, обеспечивая требуемое соотношение величин р, Т и М.

Предлагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию стенда с одновременным расширением возможностей испытаний с приложением к оболочечной конструкции комплекса действующих нагрузок.

Изобретение относится к испытаниям машиностроительных конструкций на прочность при действии комплекса нагрузок и может быть использовано при исследовании прочности конструкций при нагружении их внутренним давлением с одновременным действием сжимающих усилий и изгибающего момента на стыковочный узел оболочечной конструкции в изделии в целом. Стенд для испытаний оболочечных конструкций содержит силовую раму. На верхней ее части смонтирован плавающий поршень, а на нижней установлена опорная плита. Опорная плита в поперечном сечении имеет профиль цилиндрического сегмента. Выпуклая сторона плиты обращена к поршню. С одной стороны опорная плита закреплена шарнирно, а с другой стороны под ней установлено подъемное устройство. Подъемное устройство позволяет устанавливать опорную плиту в положение, обеспечивающее создание изгибающего момента требуемой величины. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции стенда с одновременным расширением возможностей по приложению к оболочечной конструкции комплекса действующих нагрузок. 2 ил.

Стенд для испытаний оболочечных конструкций, содержащий силовую раму, на верхней части которой смонтирован плавающий поршень, а на нижней установлена опорная плита, отличающийся тем, что опорная плита в поперечном сечении имеет профиль цилиндрического сегмента, выпуклая сторона которого обращена к поршню, при этом с одной стороны опорная плита закреплена шарнирно, а с другой стороны под ней установлено подъемное устройство, например винты.