УСТАНОВКА ДЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2014 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.

Известна установка для физико-механических исследований образцов материалов (патент РФ №1807327, кл. G01N 3/34, 1993), содержащая станину, установленные на ней захваты образца и механизм циклического нагружения, выполненный в виде зубчатого колеса, взаимодействующей с ним зубчатой рейки, установленной с возможностью осевого перемещения и связанной с одним из захватов, штанги, торцом соединенной с зубчатым колесом, и груза, установленного на другом торце штанги.

Недостаток установки состоит в отсутствии возможности проведения исследований при наложении сжимающих и растягивающих ударных импульсов на циклы затухающих колебаний нагрузки.

Известна установка для физико-механических исследований образцов материалов (патент РФ №1672279, кл. G01N 3/32, 1991), принимаемая за прототип. Установка содержит станину, установленные на ней захваты образца и механизм циклического нагружения, выполненный в виде зубчатого колеса, взаимодействующей с ним зубчатой рейки, установленной с возможностью осевого перемещения и связанной с одним из захватов, штанги, торцом соединенной с зубчатым колесом, и груза, установленного на другом торце штанги.

Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности проведения исследований при наложении сжимающих и растягивающих ударных импульсов на циклы затухающих колебаний нагрузки. Это снижает информативность экспериментальных исследований.

Техническим результатом изобретения является увеличение информативности исследований образцов материалов путем испытаний при наложении сжимающих и растягивающих ударных импульсов на циклы затухающих колебаний нагрузки.

Технический результат достигается тем, что установка для физико-механических испытаний образцов материалов, содержащая станину, установленные на ней захваты образца и механизм циклического нагружения, выполненный в виде зубчатого колеса, взаимодействующей с ним зубчатой рейки, установленной с возможностью перемещения и связанной с одним из захватов, штанги, торцом соединенной с зубчатым колесом, и груза, установленного на другом торце штанги, согласно изобретению имеет вторую зубчатую рейку, связанную со вторым захватом, и механизмы ударного нагружения в соответствии с числом ударных импульсов, каждый из которых выполнен в виде зубчатого колеса, взаимодействующего со второй рейкой, рычага с осью вращения, установленной соосно колесу с возможностью независимого поворота, груза, установленного на рычаге, и двух упоров, установленных на колесе с возможностью взаимодействия с рычагом, при этом груз расположен выше оси вращения рычага, рычаг расположен с зазором между упорами, а упоры на каждом колесе расположены с угловым смещением относительно упоров на других колесах.

Технический результат достигается также тем, что между вторым захватом и станиной установлен упругий элемент.

На фиг.1 представлена схема установки.

Установка для физико-механических испытаний образцов материалов содержит станину 1, установленные на ней захваты 2, 3 образца 4 и механизм циклического нагружения, выполненный в виде зубчатого колеса 5, взаимодействующей с ним зубчатой рейки 6, установленной с возможностью перемещения и связанной с одним из захватов 2, штанги 7, торцом соединенной с зубчатым колесом 5, и груза 8, установленного на другом торце штанги 7.

Установка имеет вторую зубчатую рейку 9, связанную со вторым захватом 3, и механизмы ударного нагружения в соответствии с числом ударных импульсов, каждый из которых выполнен в виде зубчатого колеса 10, взаимодействующего со второй рейкой 9, рычага 11 с осью 12 вращения, установленной соосно колесу 10 с возможностью независимого поворота, груза 13, установленного на рычаге 11, и двух упоров 14, 15, установленных на колесе с возможностью взаимодействия с рычагом 11. Груз 13 расположен выше оси 12 вращения рычага. Рычаг 11 расположен с зазором между упорами 14, 15. Упоры 14, 15 на каждом колесе 10 расположены с угловым смещением относительно упоров на других колесах 16.

Между вторым захватом 3 и станиной 1 установлен упругий элемент 17. Для выведения штанги 7 из положения равновесия используют лебедку 18 с тягой 19 и фиксатором 20. Захваты 2, 3 с образцом 4 перемещаются в направляющей 21.

Установка работает следующим образом.

Лебедкой 18 с тягой 19 и фиксатором 20 выводят штангу 7 из положения равновесия, после чего штанга 7 совершает затухающие колебания под действием груза 8 и посредством колеса 5, штанги 6 и захвата 2 нагружает образец 4 затухающими циклическими нагрузками. Параметры циклической нагрузки задаются характеристикой жесткости упругого элемента 17 и сопротивлением осевому перемещению штанги 9.

Штанга 9 также совершает возвратно-поступательные перемещения, как и штанга 6, при этом поворачивает колеса 10, 16 механизмов ударного нагружения. При поворотах колес 10, 16 соответствующие упоры 14, 15 поворачивают рычаги 11, которые после перехода через вертикальные положения движутся с ускорением под действием соответствующих грузов 13, наносят удары по соответствующим упорам и через соответствующие колеса и рейку 9 с захватом 3 создают ударные импульсы на образце 4. При ударе рычага 11 по упору 14 образец 4 испытывает растягивающий импульс, при ударе по упору 15 - сжимающий импульс. Запаздывание импульсов от разных ударных механизмов задается между испытаниями угловым смещением пары упоров 14-15 на колесе 10 относительно пары упоров на колесе 16. Величина импульсов задается весом грузов 13. Асимметричность импульсов на каждом механизме ударного нагружения задается асимметричным расположением упоров относительно вертикальной линии на каждом колесе перед началом испытаний.

Установка обеспечивает проведение испытаний образцов материалов в новых условиях - при наложении сжимающих и растягивающих ударных импульсов на циклы затухающих колебаний нагрузки. Это повышает информативность экспериментальных исследований свойств материалов.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит станину, установленные на ней захваты образца и механизм циклического нагружения, выполненный в виде зубчатого колеса, взаимодействующей с ним зубчатой рейки, установленной с возможностью перемещения и связанной с одним из захватов, штанги, торцом соединенной с зубчатым колесом, и груза, установленного на другом торце штанги. Установка дополнительно содержит вторую зубчатую рейку, связанную со вторым захватом, и механизмы ударного нагружения в соответствии с числом ударных импульсов, каждый из которых выполнен в виде зубчатого колеса, взаимодействующего со второй рейкой, рычага с осью вращения, установленной соосно колесу с возможностью независимого поворота, груза, установленного на рычаге, и двух упоров, установленных на колесе с возможностью взаимодействия с рычагом, при этом груз расположен выше оси вращения рычага, рычаг расположен с зазором между упорами, а упоры на каждом колесе расположены с угловым смещением относительно упоров на других колесах. Технический результат: увеличение информативности исследований образцов материалов путем испытаний при наложении сжимающих и растягивающих ударных импульсов на циклы затухающих колебаний нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для физико-механических испытаний образцов материалов, содержащая станину, установленные на ней захваты образца и механизм циклического нагружения, выполненный в виде зубчатого колеса, взаимодействующей с ним зубчатой рейки, установленной с возможностью перемещения и связанной с одним из захватов, штанги, торцом соединенной с зубчатым колесом, и груза, установленного на другом торце штанги, отличающаяся тем, что она имеет вторую зубчатую рейку, связанную со вторым захватом, и механизмы ударного нагружения в соответствии с числом ударных импульсов, каждый из которых выполнен в виде зубчатого колеса, взаимодействующего со второй рейкой, рычага с осью вращения, установленной соосно колесу с возможностью независимого поворота, груза, установленного на рычаге, и двух упоров, установленных на колесе с возможностью взаимодействия с рычагом, при этом груз расположен выше оси вращения рычага, рычаг расположен с зазором между упорами, а упоры на каждом колесе расположены с угловым смещением относительно упоров на других колесах.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что между вторым захватом и станиной установлен упругий элемент.