Устройство для испытания на прочность кольцевых образцов Советский патент 1984 года по МПК G01N3/10 

11 Изобретение относится к технике испытаний материалов на прочность, в частности к устройствам для испытаний давлением кольцевых образцов. Известно устройство для испытания кольцевых образцов радиальньм давлением, содержащее корпус, пробку для крепления образца и плунжер, передающий давление на нагружаемую поверхность образца через резиновое кольцо Ги. Недостатком устройства является низкая ТОЧНОСТЬ определения напряженного состояния кольцевого образца изза изменения во времени физшсо-механи-15

ческих характеристик резины. Кроме того, устройство обеспечивает только одноосное напряженное состояние.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для испытания на прочность кольцевых образцов, содержащее механизм создания и распределения рабочего усилия в виде барабана центрифуги с центргшьным валом и крышкой, заполненного рабочей средой. Телом образца объем барабана разделяется на внутреннюю и наружную полости. В качестбе рабочей среды использована свинцовая дробь. Образец подвергается растяжению в кольцевом направлении C2J.

Недостаток известного устройства заключается в невозможности испытания образцов в условиях сжатия.

Цель изобретения - обеспечение испытания образцов в условиях сжатия.

Указанная цель достигается тем, что устройство для испытания на прочность кольцевых образцов, содержащее механизм создания и распределения рабочего усилия в виде барабана центрифуги с центральным валом и крышкой, заполненного рабочего средой, снабжено установленной на валу с возможностью осевого перемещения цилиндрической оправкой для образца, в кото-, рой выполнены радиальные каналы, а в качестве рабочей среды использована жидкость, плотность которой превышает плотность материала оправки..

На фиг. 1 показано устройство для испытания на прочность кольцевыхобразцов j на фиг, 2 - вид А на фиг. 1.

Устройство содержит механизм создания и распределения рабочего усилия в виде барабана 1 центрифуги с центральным валом 2 н крышкой 3, установленную на валу 2 с козможтгостьюосезакрывают крышкой 3 барабан 1 и через отверстия 11 заполняют жидкостью с плотностью, превышающей плотность образца 5 и оправки 4, внутреннюю и наружную полости 7 и 8. При этом испытуемый образец 5 и оправка 4 всплывают в жидкости и образец 5 прижимается к 3. Центрифугу приводят во вращение относительно оси симметрии. В жидкости под действием центробежных сил возникает осесим-. метричное поле давления, величина которого увеличивается прямо пропорционально квадрату расстояния от оси вращения. Вследствие этого, давление на внешнюю цилиндрическую поверхность образца 5 превышает давление на его внутреннюю цилиндрическую поверхность. Из-за вращения в кольцевом образце 5 возникают и растягивающие усилия, обусловленные центробежным эффектом, однако, поскольку плотность рабочей жил;кости превышает плотность образца, результирующим воздействием на образец 5 будет осесимметричное сжатие в кольцевом направлении,приводящее к уменьшению диаметра образца 5.

При деформации образца 5 жидкость может свободно перетекать из внутренней полости 7 во внешнюю 8 по каналАм 6, 4efi обеспечивается постоянство режима нагружения. Оправка 4 в силу того, что ее плотность меньше плотносИи жидкости, прижимает образец 5 к крьш1ке 3 барабана 1 , благодаря чему исключаются угловые отклонения оси образца 5 от оси симметрии барабанов. В процессе испытания напряженное состояние образца 5 является суммой двух независимых состояний: одноосного кольцевого сжатия и «сестороннего давления, величины напряжения которык определяются СООТРР.ГСТ.КННО по следующим формулам: 71 вого перемещения ципиндрическую оправку 4 для испытуемого кольцевого образца 5, в которой выполнены радиальные каналы 6, соединяющие внутреннкио и наружную полости 7 и 8 барабана 1, разделенные кольцевым образцом 5. Наружная полость 8 включает в себя кольцевой зазор 9 и торцовый зазор 10. В крышке выполнены отверстия 11 для заполнения объема барабана 1 жидкостью. Устройство работает следующим образом. С барабана 1 снимают крышку 3, устанавливают на оправку 4 образец 5, ж-1Рж-Ро)(«). )-. -где 6 {. - напряжение сжатия в тангенциальном направлении; средняя величина напряжения всестороннего сжатия; плотность жидкости; PQ - ПЛОТНОСТЬ образца; угловая скорость вращения барабана 1; R - внутренний радиус образца 5; 10 714 V- толщина образца 5; j - радиус вала 2. Иэ приведенных выражений следует, что при заданных величинах б напряжения всестороннего сжатия могут варьироваться в широких пределах за счет изменения величины г, т.е. за счет количества рабочей жидкости. Использование изобретения позволяет производить исследования физикомеханических характеристик материалов в условиях, имитирующих реальные усло|вия зксплуатации. .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ КОЛЬЦЕВЫХ ОБРАЗЦОВ, содержащее механизм создания и распределения рабочего усилия в виде барабана центрифуги с центральным валом и крышкой, заполненного рабочей средой, отличающееся тем, что, с целью обеспечения испытания образцов в условиях сжатия, оно снабжено установленной на валу с возможностью осевого перемещения цилиндрической оправкой для образцов, в которой в«полнены радиальные каналы, а в качестве рабочей среды использована жидкость, плотность которой прааышвйт плотность материала оправки. 00 со 4i к|