Установка для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе с растяжением Советский патент 1984 года по МПК G01N3/34 

Изобретение относится к исследова нию прочностных свойств материалов, а именно к установкам для испытаний материалов на усталость, и может най ти применение Для изучения совместно го действия чистого изгиба и растяже ния. Известна установка для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе и осевом нагружении, содержащая основание, устройство для oceBdr нагружения образца, устройство для нагружения образца чистым изгибом, выполненное в виде траверсы, двух тя и подвески .с грузом, приводной двига тель, захваты для образца, установленные в шпинделях, корпуса которых шарнирно соединены с основанием, а один из шпинделей установлен с возможностью осевого перемещения {1. Недостатком установки является уменьшение изгибающего момента при действии осевой растягивающей силы, приводящее к снижению точности испытаний. I Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является уста новка для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе с растяжением, содержащая основание захваты для образца, установленные в шпин делях, корпуса которых щарнирно соединены с основанием, а один из шпинделей установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения, приводной двигатель, соединенный с другим шпинделем, устройство для растяжения образца, установленное на корпусе .шпинделя, устройство для нагружения образца чистым изгибом, выполненное в виде траверсы двух тяг, соединяющих траверсу с корпусами шпинделей, и соединенной с траверсой подвески с грузом, и механизм компенсации момента в рабочей части образца от дей ствия осевой силы, включаюш,ий размещенные в плоскости нагружения два стержня, один из которых установлен на корпусе одного шпинделя перпендикулярно его оси вращения, а другой на корпусе второго шпинделя перпенди кулярно его оси вргнцения, и тарированные грузы, расположенные на обоих стержнях с возможностью установочного перемещения. Установка позволяет проводить испытания, при действии чистого изгиба и осевой силы, а для повьвиения точности испытаний в установке осуществ ляется компенсация момента, уменьшаемого осевой силой 2. Однако компенсирующий момент, создаваемый грузами, постоянен в рабочей части образца, в то время как момент от осевой силы зависит от прогиба образца и изменяется в его рабочей части пропорционально прогибу. Таким образом, механизм компенсации установки не позволяет полностью исключить влияние осевой силы на изгибающий момент. Целью изобретения является повьшгение точности испытаний. Цель достигается тем, что в установке для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе с растяжением, содержащей основание, захваты для Образца, установленные в шпинделях, корпуса которых шарнирно соединены с основанием, а один из шпинделей установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения, приводной двигатель, соединенный с другим шпинделем, устройство для растяжения образца, установленное на корпусе шпинделя, устройство для нагружения образца чистым изгибом, выполненное в виде траверсы, двух тяг, соединяющих траверсу с Корпусами шпинделей, и соединенной с траверсой подвески с грузом, и механизм компенсации момента в рабочей части образца от действия осевой СИ.ЛЫ, механизм компен-. сации выполнен в виде зажима одностороннего действия, установленного на основании с возможностью фиксации подвески с грузом от перемещения вверх. На чертеже представлена схема установки для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе с растяжением. Установка содержит основание 1, захваты 2 и 3 для образца 4, установленные в шпинделях 5 и 6. Корпуса 7 и 8 шпинделей 5 и 6 шарнирно соединены с основанием 1, а один из шпинделей, в частности шпиндель 6, установлен в корпусе 8 с возможностью осевого перемещения. Установка также содержит приводной двигатель 9, соединенный со шпинделем 5, устройство 10 для растяжения образца 4, установленное на корпусе 8 шпинделя 6, устройство для нагружения образца чистым изгибом, выполненное в виде траверсы 11, двух тяг 12 и 13, соединяющих траверсу 11 с корпусами 7 и 8 шпинделей 5 и 6, и соединенной с траверсой 11 подвески 14 с грузом 15, и механизм компенсации момента в рабочей части образца от действия осевой силы, выполненной в виде зажима одностороннего действия, установленного на основании 1 t возможностью фиксации подвески 14 ,с грузом 15 от перемещения вверх. ЭтЬт зажим включает обойму 16, на внутренней цилиндрической поверхности 17 которой размещена направляющая 18 качения, а на внутренней конической поверхности 19 - шарики 20, расположенные по периметру подвески 14, пружину 21, поджимающую с помощью гайки 22 шарики 20 в осевом направлении. Угол заклинивания о должен быть меньше угла 2 Ч трения в точках касания шариков 20 с конической поверхнос тью обоймы 16. Если принять для шлифованных сталей угол трения 24 равньгм приблизительно 10° то угол заклинивания о может быть взят равным 6-8 а коническая поверхность 19 обоймы 16 в том случае должна иметь угол конусности, равный 12-16°. Шарнирное соединение кррпусов .7 и 8 шпинделей 5 и 6 с основанием 1 выполнено в виде двух полуосей 23, жестко скрепленных.с корпусом 7, и двух полуосей 24, жестко скрепленных с корпусом 8 и размещенных в подшипниках на кронштейнах 25 и 26 соответственно, установленных на основании 1 Траверса 11 соединена тягами 12 и 13 с корпусами 7 и 8 посредством рыча ов 27 и 28, скрепленных с полуосями 23 и 24. Устройс-нво 10 для растяжения образца 4 Позволяет прикладывать растя1394 гивающую нагрузку, изменяющуюся по циклическому закону. Установка работает следующим образом. Образец 4 устанавливается в захватах 2 и 3 и приводится во вращение посредством двигателя 9 Грузы 15 посредством подвески 14, траверсы 11 и тяг 12 и 13 нагружают вращающийся образец 4 чистым изгибом. Под действием циклического чистого изгиба разупрочняющийся образец 4 прогибается, подвеска 14 с грузом 15 перемещается, вниз. При приложении осевой растягивающей нагрузки подвеска 14 под действием выпрямляющего образец 4 момента стремится переместиться вверх, при этом шарики 20 заклинивают подвеску 14 в обойме 16. По мере возрастания осевой нагрузки до максимума пропорционально ей возрастает сила, противодействующая выпрямляющему образец 4 моменту. При уменьшении осевой нагрузки сила, противодействующая выпрямляющему моменту, уменьшается, а когда она становится равной нулю, шарики 20 расклинивают подвеску 14. Таким образом, в процессе всего испытания образец 4 находится в изогнутом состоянии, определенном условиями испытаний, независимо от действия растягивающей осевой нагрузки. Установка для испытаний материалов на усталость при чистом изгибе с растяжением характеризуется высокой надежностью, позволяет сохранять заданное значение амплитуды изгибаю-, щей нагрузки и повысить точность испытаний по сравнению с известными установками.

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ ЧИСТОМ ИЗГИБЕ С РАСТЯЖЕНИЕМ, содержащая основание, захваты для образца, установленные в шпинделях, корпуса которых шарнирно соединены с основанием, а. один из шпинделей установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения, приводной двигатель, соединенный с другим шпинделем, устройство для растяжения образца, установленное на корпусе шпинделя, устройство для нагружения образца чистым изгибом, выполненное в виде траверсы, двух тяг, соединяющих траверсу с корпусами шпинделей, и соединенной с траверсой подвески с Грузом, И; механизм компенсации момента в рабочей части образца от действия осевой силы, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности испытаний, механизм компенсации выполнен i в виде зажима одностороннего действия, установленного на основании с возможностью фиксации подвески с грузом от перемещения вверх. СО со