Установка для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N3/10 

Ю

СО

00

ьэ

Изобретение относится к технике испытаний материалов на прочность, в частности к устройствам для испытаний материалов при двухосном растяжении в нормальных условиях и условиях высокого гидростатичесjKoro давления.

Известна установка для высокоскоростного испытания материалов, содержащая герметичную камеру, введенные в нее с помощью уплотнений захваты для размещаемой в камере рабочей части образца и средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой IJ,

Недостатком установки является низкая точность, обусловленная влиянием силы трения захватов в уплотнениях, а также изменением гидростатического давления в камере вследствие изменения находящегося в ней объема образца в процессе его деформирования,

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов, содержащая герметичную камеру, размещенные в ней неподвижный и подвижный захваты для образца, измеритель осевого усилия, связанный с неподвижным захватом, нагружающий шток с осевым каналом, соединенный с подвижным захватом, средства гидравлического нагружения сообщенные с камерой и каналом штока, датчики деформации образца и измеритель давления. Нагружающий шток выполнен гладким и установлен так, что один его конец расположен за пределами камеры, а средства гидравлического нагружения -.аполнены виде невзаимосвязанных источников, служащих для нагружения образца внуренним и внешним гидростатическим давлением.

Недостатком установки является . точность, обусловленная зависимостью величины осевой нагрузки, действующей на образец, как от внутреннего, так и от внешнего давления вследствие того, что один из концов штока размещен в какере, а также непостоянством гидростатического давления в камере при деформировании оразца вследствие изменения объема, занятого сжатой жидкостью.

Цель изобретения - повышение точности .

Указанная цель достигается тем, что в установке для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов, содержащей герметичную камеру, размещенные в ней. неподвижный и подвижный захваты для образца, измеритель осевого усилия, связанный с неподвижным захватом, нагружающий шток с осевым каналом, соединенный с подвижным захватом, средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой и каналом штока, датчики деформации образца и измеритель давления, нагружающий шток выполнен ступенчатым с равными диаметрами на концах и радиальными каналами и установлен в ка мере так, что его концы выступают .за ее пределы, а средства гидравлического нагружения выполнены в виде двух мультипликаторов, полбсти высокого давления которых сообщены со ответственно с камерой и осевым каналом штока, и дифференциального насоса, сообщенного с полостями низкого давления мультипликаторов.

На фиг. 1 представлена установка, общий вид; на фиг, 2 - средства гидравлического нагружения.

Установка для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов содержит

5 герметичную камеру 1, размещенные в ней неподвижный 2 и подвижный 3 захваты для образца Ц, измеритель 5 осевого усилия, связанный с захватом 2, ступенчатый Нагружающий шток

0 6 с осевым 7 и радиальными 8 каналами , который соединен с подвижным захватом 3 и установлен в камере 1 так, что его концы 9 и 10 равных диаметров выступают за ее пределы, ,

5 тензометрические датчики 1 1 деформации образца 4, измеритель 12 давления, служащий для измерения разности давлений внутри и снаружи образца kt средства гидравлического

50 нагружения, выполненные в виде двух ; мультипликаторов 13 и Н, полости 15 и 1б высокого давления которых сообщены соответственно с камерой 1 и осевым каналом 7 штока 6, и

55 дифференциального насоса 15, сообщенного с полостями 17 и 18 низкого давления мультипликаторов 13 и Ц, узел 19 управления, узел 20 низкого давления, привод 21 дифференциаль31ного насоса.15 и разрывной машины (не показана), траверса 22 которой взаимодействует со штоком 6, и клапан 23 одностороннего действия, установленный в камере 1.; Установка работает следующим образом. . ; Перед началом испытаний собирается капсула, содержащая шток 6 с закрепленным на: нем образцом k измеритель S осе-вогр усилия, измеритель 12 давления и клапан 23. Капсула вводится через крышку (не пока зана )в камеру U При испытании образца Л в условиях гидростатического давления в камере 1 сйздается предварительное давление мультипликатором И. При этом рабочая жид кость черкез клапан 23 заполняет полость внутри образца 4 и через ради аЛьные 8 и осевой 7 каналы штока поступает в полость 15 мультипликатора 13,. отводя его поршень в исход ное положение. После создания всестороннего давления производят нагруженИе образца внутренним избы точным давлением, от мультипликатора 13 И осевой силой R через.шток 6 от траверсы 22 разрывной .машины. Величина избыточного давления оп- зо ределяется жесткостью образца t е зависит от гидростатического давения, которое сохраняется постояным при раздаче образца под дейтвием избыточного давления благодая тому, что камера 1, клапан 23, нутренняя nojiocTb образца k, осЪвой 7 и радиальные 8 каналы штока 6, мультипликатор 13, дифференциальный насос 15 мультипликатор И образу ют замкнутую гидравлическую cиcтeмy и поршни мультипликаторов 13 и 1 синхронно перемещаются во взаимопротивоположных направлениях при деформации образца Ц, Осевая деформация образца if под действием усилий разрывной машины также не нарушает постоянства гидростатического давления, так как перемещение штока 6 не вызывает изменения объема предварительно сжатой жидкости благодаря равенству диаметров концов 9 и 10 штока 6« Таким образом, гидростатическое давление не зависит от избыточного давления внутри образца и осевой силъ4, сохраняя заданный уровень в ходе всего эксперимента. Изобретение позволяет повысить точность проведения испытаний за обеспечения постоянства гидростатического давления.

1

фг/г.1

у

У/////////Л

УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОЖНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ, содержащая, герметичную камеру, размещенные в ней неподвижный и подвижный захваты для образца, измеритель осе вого усилия, связанный с неподвижным захватом, нагружающий шток с осевым каналом, соединенный с подвижным захватом, средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой и каналом штока, датчики деформации образца и измеритель давления, отличающаяся тем, что, с целью повешения точности, нагружающий шток выполнен ступенчатым с равными диаметрами на концах и радиальными каналами и установлен в камере так, что его концы выступают за ее пределы, а средства гидравлического нагружения выполнены в виде двух мультипликаторов, полости высокого давления которых сообщены соответственно с камерой и с осевым каналом штока, и дифференцил ального насоса сообщенного с полостями низкого давления мультипликаторов.