Установка для испытания образцов при плоском напряженном состоянии Советский патент 1986 года по МПК G01N3/08 G01N3/34 

хвату (3) 7 для перемещения образца 8 втулке 4 установлены клиновые пары с ведущими 9 и ведомыми 10 клиньями (к). Боковые 3 5 взаимодействуют с К 9. Соосно втулке 4 установлена шестерня с К 12 на торцовой поверхности, взаимрдействукяцие с К 10. Смещаясь поочередно или одновременно К 9 и 10, изменяют нагрузку в различных режимах испытаний. С 3 7 взаимодействует упор 13 и совершает поступательное или вращательное перемещение с помощью В 15, с которым он соедиИзобретение относится к испыта- тель-ной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов при плоском напряженном состоянии, и может быть использовано для испытания горных пород, грунтов, а также полимеров, металлов, древесины, строительных и др1угих материалов

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения перемещения обжатого образца при различных режимах изменения усилий и перемещений.

На чертеже представлена схема установки для испытания образцов при плоском напряженном состоянии.

Установка содержит опорную площадку 1, взаимодействукщую с винтом 2 винтового пресса 3, размещенные на площадке 1 втулку 4 и боковые захваты 5 с емкостями для размещения контр образцов 6, торцовый захват 7 для перемещения образца 8 вдоль поверхности контрОбразцов 6, и нагружающий механизм, включающий самотормозящиеся клинойые пары по числу осей на- гружения с ведущими клиньями 9 и ведомыми клиньями 10, взаимодействующими с захватами 5, установленную на неподвижной части пресса 3 шестерню 1 1 с клиньями 12 на торцовой поверхности, взаимодействующими с ведущими клиньями 9, упор 13, проходящий через центральное отверстие в шестерне 11 и взаимодействуюощй с торцовым захватом 7 по наклонной к

нен paзъeмнdй муфтой 16, или привода 17. Шпонкой 23 упор 13 соединяется либо со стопорным диском 24, либо с хвостовиком 25 шестерни 11. В емкостях 3 5 размещены контробразцы 6. При нагружении 3 5 и контробразцы 6 обж г1мают образцы 8, которые одновременно со скоростью движения площадки 1 смещаются-упором 13 относительно контрОбразцов 6 и контактируют с ними. При вращении упора 13 совместно с В 15 осуществляются подвижки за счет смещений 3 7. 1 ил.

0

S

0

5

0

5

,его оси плоскости, охваченной центрирующей втулкой 14, винтовой механизм, винт 15 которого соединен с упорюм 13 посредством разъемной муфты 16, и привод 17 вращения, среди- ненньй шестерней 18 и гайкой 19 с винтом 15, шестерней 20 с шестерней 11 к шестерней 21 и гайкой 22 с вин- |том 2 пресса 3. Кинематическая пара винт 15 - гайка 19 имеют взаимный {стопор (не показан). Упор 13 имеет шпоночный паз, с помощью которого (Шпонка 23 соединяет его либо со сто- порным диском 24, что препятствует вращению упора 13, либо с хвостовиком 25 шестерни 11, что обеспечивает совместное вращение упора 13 с шестерней 11. С шестернями 18 и 20 привод 17 связан через разъемную муфту 26 и вал 27.

Установка работает следующим образом.

Для испытания в режиме смещения - образца 8 при циклически неодновременно возрастающих нагрузках включают муфту 26, а количество клиньев 12 на шестерне 11 устанавливают меньше пар клиньев 9-10, например, вдвое. Включают привод 17, вращение вала 27 передается через шестерню 21 на гайку 22, винт 2 перемещается в осевом направлении и поднимает площадку 1. Одновременно шестерня 20 вращает шестерню 11, клинья 12 поочередно смещают ведущие клинья 9 и через ведомые 1слинья 10, захваты 5 и контробразцы 6 циклически обжимают образец 8 с неодновременным приращением усилий по различным осям из-за поочередного смещения пар клиньев 9-10. При этом втулка 4 вместе с клиновыми па- рами и образцами 6 и 8 под действием площадки 1 смещается в направлении упора 13, застопоренного от вращения шпонкой 23 и диском 24. В результате этого упор 13 равномерно со ско ростью движения площадки 1 смещает образец 8 относительно контробраз- цов 6 при выключенной муфте 16. Включение муфты 16 и разъединение стопора между винтом 15 и гайкой 19 приводит к тому, что винт 15 прекращает вращение из-за контакта с невращающимся упором 13 и начинает осевое перемещение с упором 13. В результате скорость смещения образ- ца 8 относительно контрОбразцов 6 увеличивается на величину скорости перемещения винта 15. Циклическое приращение боковой нагрузки вызывает циклическое приращение усилия смещения, которое падает вследствие релаксации напряжений в периоды отсутствия боковых нагрузок, когда клинья 12 не контактируют с клиньями 9.

Для осуществления режима смещения с одновременным приращением боковых нагрузок по разным осям устанавливают дополнительно клинья 12, доведя их количество до количества клиновых пар.

Для осуществления режима смещения при равномерном нециклическом росте боковых нагрузс шестерню 20 вьтодят из контакта с шестерней 11, и равномерное боковое обжатие происходит при контакте ведущих клиньев 9 с поверхностью шестерни 11. Для осуществления режима смещения при постоянной боковой нагрузке вы- ключают муфгу 26 (после дост 5жения заданной боковой нагрузки) и смещение образца 8 осуществляют от винта 15 при включенной муфте 16 и не вращающемся упоре 13.

Режимы подвижек осуществляются при вращающемся упоре 13, для чего шпонку 23 либо удаляют вообще, и тогда упор 13 вращается совместно с винтом 15 при включенных стопоре и муф- те 16, либо шпонка 23 устанавливается между упором 13 и хвостовиком 25 при выключенной муфте 16, и тогда

упор 13 вращается совместно с шестерней 11. При вращении упора 13 совместно с винтом 15 осуществляются подвижки: в режиме плавно нарастающих боковых нагрузок - при разъединении шестерен 20 и 11, или в режиме циклически нарастающих нагрузок - при вращении шестерни 11. При вращении упора 13 совместно с шестерней 11 подвижки идут в режиме одновременно или неодновременно циклически нарастающих нагрузок. Во всех случаях подвижка происходит как результат циклических смещений торцового захвата 7 при скольжении наклонного торца вращающегося упора 13 относительно не вращающегося наклонного торца захвата 7 при постоянном взаимном сближении упора 13 и захвата 7. При переходе с одного режима на другой при испытании образца 8 усилия на нем. удерживаются самоторможением клиновых пар и винтовым приводом площадки 1 и упора 13.

В результате испытаний получают зависимости сопротивления смещению и подвижкам от величины боковых усилий, характера из изменения, реологических свойств испытуемых материалов и условий на контактах трущихся поверхностей, что регулируется подбором материалов контробразцов 6 и обработкой их поверхностей.

Формула изобретения

Установка для испытания образцов при плоском напряженном состоянии, содержащая опорную площадку, размещенные на ней боковые захваты для образца, торцовый захват для образца, втулку, расположенную концент- рично торцовому захвату, и нагружающий механизм, включающий взаимодействующий с торцовым захватом упор с винтовьи.1 приводом осевого перемещения, и привод вращения, отличающаяся тем, что, с целью рас- ширения функциональных возможностей путем обеспечения перемещения обжатого образца при различных режимах изменения усилий и перемец1ений, она снабжена винтовым прессом, винт которого взаимодействует с опорной площадкой, самотормозящимися клиновыми парами, установленными во втулке, и установленной соосно втулке шестерней с клиньями на торцовой

S 12314246

поверхности, при этом ведомые клиньяшпоночного соединения, и контактирусамотормозящихся клиновых пар кон-ет с торцовым захватом по наклоннойтактируют с боковыми захватами, а.к его оси плоскости,а в боковых захведущие клинья взаимодействуют сватах выполнены емкости,в которых

клиньями шестерни, упор соединен с5 размещены контробразцы для обеспечевинто вым приводом посредством разъем- ия контакта с боковой поверхностью

ной муфты,с шестерней - посредствомобразца при его перемещении.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности путем обеспечения перемещения обжатого образца 8 при различных режимах изменения усилий и перемещений. Для этого установка содерядат винтовой пресс 3, винт (В) 2 которого взаимодействует с опорной площадкой 1. В расположенной концентрично торцовому за17 (Л с N3 со i(i 1чЭ N