Устройство для предотвращения изгиба и отрыва сотового заполнителя от плоских обшивочных элементов при испытаниях на определение прочности при сдвиге Российский патент 2022 года по МПК G01N3/24 G01N19/04 

Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для предотвращения изгиба и отрыва сотового заполнителя (например, алюминиевого сотового заполнителя, полимерного сотового заполнителя и др.) от плоских обшивочных элементов при испытаниях на определение прочности при сдвиге и может применяться при аттестации сотовых структур при изготовлении трехслойных конструкций авиастроения, космической техники и кораблестроения. Кроме того, оно может быть использовано при испытаниях сотового заполнителя без обшивочных элементов.

Известен образец и метод определения прочности на сдвиг алюминиевого сотового заполнителя, описанный в ОСТ 1 01188-92 «Заполнители сотовые клееные. Методы испытаний». Образец выполнен в виде двух одинаковых блоков сотового заполнителя, с приклеенными к их торцевым поверхностям плоскими обшивочными элементами или без них, установленных при помощи клеевого соединения между параллельно расположенными боковыми и центральной металлическими пластинами, через которые передается нагружение при испытаниях.

Недостатком этого метода является невозможность качественного определения прочности сотового заполнителя вследствие того, что при испытании образцов не всегда возможно выполнение требования относительно характера разрушения по сотовому заполнителю, поскольку при испытаниях некоторых марок происходит изгиб сотового заполнителя, нарушение параллельности боковых пластин и отрыв сотового заполнителя от плоского обшивочного элемента или от пластины в местах приложения нагрузки, что приводит к необходимости изготовления большого количества образцов и большому расходу материала при испытаниях.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Устройство для испытания материалов на плоскопараллельный сдвиг» (А.с. SU №1796975 А1, МКИ G01N 3/24, опубл. 23.02.93. Бюл. №7), содержащее захваты, выполненные в виде параллельных пластин, и механизм их плоскопараллельного перемещения, выполненный в виде шарнирного четырехзвенника, на одном из звеньев которого закреплена одна из пластин, а другое, параллельно указанному, связано со второй пластиной посредством закрепленной на ней тяги, охваченной направляющей, закрепленной на втором звене четырехзвенника, и связанной с ней посредством тел качения, размещенных между их обращенными одна к другой поверхностями, угол наклона которых к поверхности пластин отличен от 90° на 10-30°.

Недостатком данного устройства, принятого за прототип, является ограниченный размерами захватов постоянный размер высоты образца, состоящего из одного блока сотового заполнителя, не допускающий отклонений, разрешенных технологической документацией.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении точности результатов испытаний, расширении диапазона размера высоты сотового заполнителя и упрощении процесса проведения испытания.

Указанный технический результат достигается тем, что предложено устройство для предотвращения изгиба и отрыва сотового заполнителя от плоских обшивочных элементов при испытаниях на определение прочности при сдвиге, содержащее захваты, выполненные в виде параллельных пластин, которые приклеены к торцам образца, и механизм их плоскопараллельного перемещения, отличающееся тем, что образец сотового заполнителя не фиксируется при помощи крепёжных элементов в каком-либо элементе устройства, требующем постоянного размера высоты образца, а устройство, оснащенное пружинами, которые сжимаются при фиксации устройства на образце, состоящем из двух одинаковых блоков сотового заполнителя, плоских обшивочных элементов и центральной и боковых пластин, с размером высоты блока, находящемся в интервале от 7 до 23 мм, путем поджатия образца к планке пятой, расположенной с противоположной планке стороны, перемещающейся посредством закрепленного в скобе винта, вращаемого при помощи штифта, и через планку удерживают устройство на образце сотового заполнителя в процессе испытаний вплоть до разрушения, предотвращая изгиб и отрыв сотового заполнителя.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства в двух проекциях; на фиг. 2 представлено фото устройства.

Устройство для предотвращения изгиба и отрыва сотового заполнителя от плоских обшивочных элементов содержит скобу 1 (фиг. 1.) с закрепленной на ней при помощи болта 2, свободно перемещающегося вдоль оси отверстия 3, планкой 4 со стаканами 5 для центрирования зафиксированных при помощи винтов 6 и гаек 7 пружин 8, которые сжимаются при фиксации приспособления на образце, состоящем из двух одинаковых блоков сотового заполнителя 9, плоских обшивочных элементов 10 и центральной 11, и боковых 12 пластин, путем поджатия последнего к планке 4 пятой 13, расположенной с противоположной планке 4 стороны, перемещающейся посредством закрепленного в скобе 1 винта 14, вращаемого при помощи штифта 15, и через планку 4 удерживают устройство на образце в процессе испытаний.

Устройство фиксируют на образце в виде двух одинаковых блоков сотового заполнителя, с приклеенными к их торцевым поверхностям плоскими обшивочными элементами или без них, установленных при помощи клеевого соединения между параллельно расположенными боковыми и центральной металлическими пластинами, через которые передается нагружение при испытаниях сотового заполнителя на определение прочности при сдвиге.

Устройство работает следующим образом.

Пример 1

Устройство фиксируют на испытуемом образце с двумя одинаковыми блоками сотового заполнителя 9 высотой 20 мм, ячейкой 1,8 мм, изготовленного из алюминиевой фольги толщиной 60 мкм с приклеенными клеем ВК-51 плоскими обшивочными элементами 10 из углепластика толщиной 1,5 мм, установленного между центральной 11 и боковыми 12 металлическими пластинами при помощи клея ВК-51, закрепленном в испытательной машине через отверстия в боковых и центральной металлических пластинах, нагружают на растяжение до разрушения, затем определяют максимальную нагрузку и характер разрушения сотового заполнителя.

Пример 2

Устройство фиксируют на испытуемом образце с двумя одинаковыми блоками сотового заполнителя 9 высотой 10 мм, ячейкой 1,8 мм, изготовленного из алюминиевой фольги толщиной 60 мкм с приклеенными клеем ВК-51 плоскими обшивочными элементами 10 из углепластика толщиной 1,5 мм, установленного между центральной 11 и боковыми 12 металлическими пластинами при помощи клея ВК-51, закрепленном в испытательной машине через отверстия в боковых и центральной металлических пластинах, нагружают на растяжение до разрушения, затем определяют максимальную нагрузку и характер разрушения сотового заполнителя.

Пример 3

Устройство фиксируют на испытуемом образце с двумя одинаковыми блоками сотового заполнителя 9 высотой 20 мм, ячейкой 1,8 мм, изготовленного из алюминиевой фольги толщиной 80 мкм с приклеенными клеем ВК-51 плоскими обшивочными элементами 10 из углепластика толщиной 1,5 мм, установленного между центральной 11 и боковыми 12 металлическими пластинами при помощи клея ВК-51, закрепленном в испытательной машине через отверстия в боковых и центральной металлических пластинах, нагружают на растяжение до разрушения, затем определяют максимальную нагрузку и характер разрушения сотового заполнителя.

Для каждого примера было изготовлено по шесть одинаковых образцов с расположением плоскости склеивания полос сотового заполнителя в направлениях, параллельном и перпендикулярном направлению нагружения, для испытаний сотового заполнителя.

При испытаниях трех одинаковых образцов с расположением плоскости склеивания полос сотового заполнителя в направлениях, параллельном и перпендикулярном направлению нагружения, с применением предложенного устройства было зафиксировано разрушение по сотовому заполнителю у каждого образца.

Для сравнения - при испытаниях трех одинаковых образцов с расположением плоскости склеивания полос сотового заполнителя в направлениях, параллельном и перпендикулярном направлению нагружения, без использования предложенного устройства, был зафиксирован отрыв сотового заполнителя от плоского обшивочного элемента у каждого образца.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить качество проведения испытаний и снизить расходы материала при аттестации сотового заполнителя.

Изобретение относится к испытательной технике. Устройство содержит захваты, выполненные в виде параллельных пластин, которые приклеены к торцам образца, и механизм их плоскопараллельного перемещения. Устройство дополнительно содержит скобу, планку со стаканами, закрепленную на скобе при помощи болта, свободно перемещающегося вдоль оси отверстия, и пяту, расположенную с противоположной планке стороны, перемещающуюся посредством закрепленного в скобе винта, вращаемого при помощи штифта. Стаканы выполнены с возможностью центрирования зафиксированных при помощи винтов и гаек пружин, которые сжимаются при фиксации приспособления на образце, состоящем из двух одинаковых блоков сотового заполнителя, плоских обшивочных элементов и центральной и боковых пластин. Технический результат: повышение точности результатов испытаний, расширение диапазона размера высоты сотового заполнителя и упрощение процесса проведения испытания. 2 ил.

Устройство для предотвращения изгиба и отрыва сотового заполнителя от плоских обшивочных элементов при испытаниях на определение прочности при сдвиге, содержащее захваты, выполненные в виде параллельных пластин, которые приклеены к торцам образца, и механизм их плоскопараллельного перемещения, отличающееся тем, что содержит скобу, планку со стаканами, закрепленную на скобе при помощи болта, свободно перемещающегося вдоль оси отверстия, и пяту, расположенную с противоположной планке стороны, перемещающуюся посредством закрепленного в скобе винта, вращаемого при помощи штифта, причем стаканы выполнены с возможностью центрирования зафиксированных при помощи винтов и гаек пружин, которые сжимаются при фиксации приспособления на образце, состоящем из двух одинаковых блоков сотового заполнителя, плоских обшивочных элементов и центральной и боковых пластин.