Установка для испытаний образцов на усталость при круговом чистом изгибе Советский патент 1985 года по МПК G01N3/34 

а 1 хд-и-/ 3 у t г I Ш Изобретение относится к исследованию про ностных свойств материалов, а именно, к установкам для испытаний образцов на усталость при круговом чистом изгибе, и может. быть использовано как при малоцикловом, так и многоцикповом нагруженин. Известна установка для испытания образцов на усталость, содержащая привод, соединенный с ним шпиндель, захваты испытуемого образц установленные на шпинделе, и устройство для нагружения образца 1 . Однако установка позволяет проводить исп тания на многоцикловую усталость только пр постоянной амплитуде нагрузки. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка для испы таний образцов на усталость при круговом чи том изгибе, содержащая привод, соединенный с ним шпиндель, захваты испытуемого образца, установленные на шпинделе, и устройство для нагружения образца чистыг: изгибом, сна женная вращающимися кулачком заданного профиля, перемещающим плунжер с тарированной пружиной, воздействующей на рычаг устройства для нагружения чистым изгибом. Установка позвопяет осуществлять программное нагружение с переменной амплитудой нагрузки 2J. Однако установка не позволяет проводить испытания при много- и малодакловом нагружении раздельно и одновременно по задан ной программе, т.е. не обеспечивает проведения испытаний с переменной частотой. Цель изобретения - расширение возможнос тей путем обеспечения проведения испытаний с переменной частотой. Цель достигается тем, что установка для испьгганий образцов на усталость при круговом чистом изгибе, содержащая привод, соединенный с ним шпиндель, захвать1 испытуемого образца, установленные на ишинделе, и устройство для нагружения образца чистым изгибом, снабжена вторым приводом шпинделя и дифференциальным механизмом с двумя входами и одним выходом, первый вход его соединен с приводом, второй вход с вторым приводом, а выход - со шпинделем. Лорой привод выполнен в виде реверсив кого электродвигателя с регулируемым числом оборотов. Кроме того, второй привод выполнен в виде вариатора частоты вращения, соединенного с первым входом дифференциального механизма. Снабжение установки вторым приводом и выполнение его с регулируемым числом об оборотов или в виде вариатора дает возможность осуществлять в процессе испытания плавное изменение частоты нагружения. На фиг. 1 представлена схема установки с вторым приводом в виде реверсивного электродвигателя с регулируемым числом оборотов; на фиг. 2 - то же, с вторым приводом в виде вариатора частоты вращения; на фиг. 3-6 - графики наиболее характерных режимов испытаний. Установка содержит привод 1, соединенный с ним шпиндель 2, захваты 3 и 4 испытуемого образца 5, установленные на шпинделе 2, устройство для нагружения образца 5 чистым изгибом, включающее рычаг 6 с подвешенными к нему грузами 7 и профильный кулачок 8 с тарированной пружиной 9, опирающейся на рычаг 6, второй привод 50 шпинделя 2, дифференциальный механизм 11 с двумя входами 12 и 13 и одним выходом 14. Первый вход 12 дифференциального механизма 11 соеданен с приводом 1, второй вход 13 - с вторым приводом 10, а выход 14 дифференциального механизма II - со шпинделем 2. Второй привод 10 может быть выполнен в виде реверсивного электродвигателя с регулируемым числом оборотов или в виде вариатора частоты вращения, соединенного с первым входом 12 дифференциального механизма 11. Для контроля задаваемого управляющей системой частотного режима испытаний служит тахометр 15.с суммарным счетчиком числа циклов. Шпиндель 2 связан с выходом 14 посредством передачи 16. Установка работает следующим образом. При вращении шпинделя 2 образец 5 нагружается грузами 7 через рычаг 6 чистым круговым изгибом с постоянной амплитудой. Программное изменение амплитуды нагрузки производится вращающимся кулачком 8, периодически сжимающим тарированную пружину 9, опирающуюся на 6. Сложение двух разных по частоте и направлению вращательных движений на входах 12 и 13 дифференциального механизма 11 позволяет широко изменять число оборютов шпинделя 2 вплоть до его полной остановки или вращения в обратном направлении. При различном числе оборотов h и и j. на входах 12 и 13 дифференциального механизма 11 и передаточных отношениях в главной передаче дифференциального механизма И и i в передаче 16, число оборотов hu, шпинделя 2 определяется соотношениемп ч. при испытаниях на многоцикловую усталость h,-h, в п и Ишп- 3 При испытаниях на многоцикловую усталость, когда п и п близки по значению и противотоложны по знаку, число оборото huif, равно U ,,,t,. In -Лг/. Величина S и число оборотов Пшп мог быть получены сколь угодно малыми. 7 Изменяя число оборотов И второго привода 10, можно получать различные по форме циклы нагружения, некоторые примеры которых представлены на фиг. 3-6. Использование предлагаемой установки для испытаний образцов на усталость при круговом чистом изгибе позволяет с высокой точностью и стабильностью воспроизводить нагрузку с периодическим изменением частоты.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ КРУГОВОМ ЧИСТОМ ИЗГИБЕ, содержащая привод, соединеюшй с f0iM шпиндель, захваты испытуемого образца, установленные на шпинделе, и устройство для нагружения образца чистым изгибом. отличающаяся тем, что, с целью расширения возможностей путем обеспечения прюведения испытаний с переменной частоте, установка снабжена вторым приводом шпинделя и дифференциальным механизмом с двумя входами и одннм выходом, первый вход его соеданен с приводом, второй вход - с вторым приводом, а его выход - со шпинделем. 2.Установка, по п.1, отличающаяся тем, что второй привод выполнен в виде реверсивного электродвигателя с регулируемым числом оборотов. 3.Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что второй привод выполнен в виде вариатора частоты вращения, соединенного с первым входом дифференциального механизма. (Л

«hHi

ff consb y§

а У 9 f

9u9. г

- Т

ffi consb

9ua. 4

Фив, 6

fn