Установка для испытания образцов на усталость Советский патент 1983 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к исспедованию прочностных свойств материалов, а именно к установкам для испытания образцов на усталость по пульсирующему цикпу растяжения или по знакопеременно му циклу. Известна установка для испытания об разцов на усталость, содержащая основание со стойкой, рычаг, упруго связанный с основанием, вибратор, установленный на рычаге, и захваты для крепления образца, один из которых закреплен на рычаге ri3 Однако такая установка не обеспечивает регулирования циклической нагрузки в широком диапазоне. Наиболее близкой к предлагаемой является установка аля испытания образцо на усталость, содержащая основание со стойкой, рычаг, связанный с основанием вибратор, установленный на рычаге, уста новленную на стойке упругую балку с пе редвижными опорами, и захваты для креп ления образца, первый из которых связа с рычагом, а второй закреплен на упругой балке 21 Данная установка не позволяет реализовать пульсирующий цикл растяжения Поставленная цель достигается тем, что установка для испытйния образцов на усталость, содержащая основание со стойкой, рычаг, связанный с основанием, вибратор, установленный на {и 1чаге, уста новленную на стойке упругую балку с передвижными опорами, и захваты для крепления образца,первый из которых связан с рычагом, а второй закреплен на упругой балке, снабжена компенсатором сжимающих усилий, кото1и 1й располо жен между рычагом и стойкой и выполнен в виде установленной на стойке цвухопорной упругой балки с передвйжны ми опорами, и толкателем, взаимодейст вующим одним концом с рычагом, а другим - с упругой балкой компенсатора, первый захват выполнен одностороннего действия и между его элементом крех ления образца и рычагом образован регулируемый зазор, служащий для размещения в нем упругого элемента - при испытании по пульсирующему циклу растяжения, иди жесткой шайбы - при испытании по знакопеременному циклу. Благодаря такому выполнению установки в полуцикле сжатия нагрузка не передается на образец и воспринимается упругой балкой компенсатора, вследствие чего образец нагружается по пуль сирующему циклу растяжения. При иопитании по знакопеременному циклу образец с помощью жесткой шайбы жестко соединяется с захватом, а компенсатор отводится. На фиг. 1 изображена установка для испытания образцов на усталость, вид сбоку; на фиг. 2 - первый захват, продольный разрез; на фиг. 3 - компенсатор сжимающих усилий, вид сверху. Установка содержит основание 1 со стойкой 2, рычаг 3, связанный, например упругим шарнирсж 4 с основанием 1, вибратор 5, установленный на рычаге 3, установленную на стойке 2 упругую балку 6 с передвижными опорами 7, и захваты 8 и 9 крепления образца 1О, из которых первый захват 8 связан с рычагом 3,, а второй захват 9 закреплен на упругой балке 6. Между рычагом 3 и стойкой 2 расположены ксыпенсатор сжимающих усилий (фиг. 3), выполненный в установленной на стойке 2 двухопорной упругой балки 11 с шарнирными пеое юихсными опорами 12, и толкатель 13, взаимодействующий одним концом с рычагом 3, а другим - с упругой балкой 11 компенсатора. 8 (фиг.2) выполнен одностороннего действия и между его элементом 14 крепления образца 10 и рычагом 3 образован регулируемый зазор 4 , служащий для размещения в нем упругого элемента 15 при испытании по пульсирующему циклу, или жесткой щайбы (не показана) при испытании по знакопеременному циклу. Для регулировки компенсатора используется винт 16. Для поджатия рычага 3 служит пружина 17. Установка работает следующим образом. Образец 10 закрепляется жестко в захвате 9 со стороны шарнирной балки 6, а в захвате 8 - с односгоронней жесткой связью - при растяжении образца. Для реализации безударнотО нагружения после установки образца все зазоры упругой системы допнсны быть устракокы путем поджатия к рычагу 3 упора 13, двухопорной балки 11 и шарниров 12, вращением винта 16. Производится настройка системы на резонанс регулировкой жесткости упругой балки в, и включается вибратор 5. При движении рычага 3 в направлении сжатия образец 10 не нагружается, так как между рычагом 3 и торцом образца 10 имеется гарантированный зазор Д. Сжимающие усилия воспринимает двухопорная упругая балка 11 через толкатель 13. Для создания пульсирующего цикла с плавным

нагружением образца необходимо жесткость упругой бапки 11 компенсатора выбрать такой, чтобы собпюдапось условие

.

Ч

где С. - жесткость упругой бапки компенсатора;

.- расстояния от упругого шарнира 3 до оси захватов 8 и 9 и до топкатепя 13 соответстBIBHHO; суммарная жесткость образца

1О и упругой бапки 6. Подбор необходимсяо значения Сц осуществляется путем варьирования длины 2 в шарнирах 12 по формулеГ - 18121, «3

где Е - модуль упругости материала

балки;

;} - мсыент инерции сечения балки. Для создан11Я симметричного цикЛь нагружения необходимо в захват 8 вместо пружины 15 поместить шайбу толщиной Д, а толкатель 13 вместе с упругой балкой 11 отвести при помощи винта 16 от jHjiHara 3, создав между ними зйзор. Для создания асимметричного нагружения необходимо с помощью пружины 17 создать усилие поджатия, вызывающее в образце 1О среднее напряжение цикла.

Использование предлагаемого изобретенкя позволяет за счет увеличения числа реализуемых режимов нагружения , сить инфо {ативность испытаний.

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТА-г НИЯ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ, содержащая основание со стойкой, рычаг, связатгый с основанием, вибратор, установленный на рычаге, установпенную на стойке упругую бапку с тюресшижшлмн опорами, и захваты дпя крепления образца, перЕвый из которых связан с рычаг д, а второй закреплен на упругой балке, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения проведения испытаний по пульсирующему пиклу растяжения, она снабжена компен ятором сжимающих усиптй, который расположен между рычагом и стойкой и выполнен в виде установлен ной на стойке двухопорной упругой балки с передвижными опорами, и толкателем, вза{В4одействующим одним конном с рычагом, Q другим - с упругой балкой компенсатора, первый захват выполнен одн( стороннего действий и между его эле ментом крепления образца и рычагом образован регулнруш а11й зазор, служащий для р(азмещения в нем упругчяю элемевта - при испытании по пульсирующему циклу растяжения, или жесткой шай при испытании, по :знаксреременн( циклу.

Фиг.г.

r.J