Способ испытания образцов на усталость и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытаниям материалов и элементов конструкций на усталость и может быть использовано при испытаниях железнодорожных рельсов.

Целью изобретения является повышение точности испытаний путем приближения условий нагружения к реаль- . ным.

На фиг.1 показано предлагаемое .устройство, общий вид; на фиг.2 - расположение вибраторов относительно поперечного сечения испытуемого

образца типа рельса. I

Предлагаемый способ испытаний заключается в том, что их ведут в резонансном., режиме . Для одновременного возбуждения.изгибных и крутильных колебаний в испытываемом образце его жестко закрепляют одним концом, а на свободный конец навешивают колебательную массу, величину и размеры которой подбирают из условия равен- ,ства изгибных и крутильных частот собственных колебаний образца.

Устройство (фиг.1) содержит пассивный захват , выполненный из балластного слоя 2, шпалы 3 и опоры 4, активный захват, выполненный в виде колебательной массы 5 дискообразной формы и двух вибраторов -6 и 7, жестко закрепленных на осях 8 и 9 и смонтированных в соответствующих полостях концевой массы 5. Вилы вибраторов снабжены шкивами 10 и 11, связанными через гибкие элементы со шкивом 12 электродвигателя 13, Образец 14 в виде отрезка рельса с продольной осью 15 помещен между активным и пассивным захватами по типу консольного закрепления.

Устройство работает следующим образом.

С целью одновременного возбузкде- ния как изгибающего, так и крутяжего моментов нагружение отрезка рельса осуществляется путем привода во вращение электродвигателя 13 через щки- вы 10-12 двух инерционных (с неуравновешенными массами) -вибраторов 6 и 7, которые смонтированы в двух полостях колебательной массы 5, жестко укрепленной на свободном конце рельса 14, и расположены по обе стороны относительно его продольной оси 15 таким образом, что оси 8 и 9 враi

245934г

щения вибраторов параллельны, а плоско сти их вращения перпендикуляр- i ны продольной оси 15 рельса. При

этом вращающийся с угловой скоростью 5 f вектор силы Р одного вибратора 7 имеет постоянный сдвиг по фазе относительно с той же угловой скоростью вращ;ающегося вектора инерционной силы Р второго вибратора 6, равный 90 . Колебания неуравновешенных масс возбуждают одновременно крутящий и изгибающие в обоих главных плоскостях инерции рельса моменты, причем взаимное соотношение величин этих моментов определяется значением расстояния у от центра тяжести поперечного сечения рельса до осей вращения вибраторов и их расположением относительно главных плоскостей его инер- . ции.

to

15

20

Формула изобрет.ен. ин

1. Способ испытания образцов на усталость, заключающийся в том, что образец лсестко закрепляют одним концом, устанавливают на другой конец колебательную массу и сообщают ей крутильные колебания, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности путем приближения условий нагружения к реальным, величину и размеры колебательной массы выбирают и,з условия совпадения изгибных и крутщгьных ча.стот собственных колебаний образца.

0

5

2. Устройство для испытания образ-, цов на усталость, содержащее корпус, расположенные в нем пассивный захват и активный захват, вьшолненный в виде колебательной массы дискообразной формы, отличающее- с я тем, что, с целью повьш1ения точности пугс.м приближения условий нагружения к ре.альным, колебательная масса выполнена полой, устройство .снабжено двумя инерционными вибраторами, расположенными, в полости колебательной массы диаметрально противоположно и на одинаковых расстояниях от центра массы так, что оси их вращения перпендикулярны плоскости диска массы, а прямая, проходящая через Ось вращения и центр 5 масс несбалансированной массы одного инepI.I oннoгo вибратора, повернута на 90 по отношению к аналогичной .прямой другого вибратора.

0

ФигЛ

5 I

Изобретение относится к испытаниям материалов и элементов конструкций на усталость и может быть использовано при испытаниях железнодорожных рельсов. Целью изобретения (является повышение точности испытаний путем приближения условий нагру- жения к реальным, ч-ю достигается резонансным режимом испытаний, кон- сольньм закреплением образца (например, рельса) при испытаниях и снабжением его свободного конца концевой кол ебательной массой. Величину и размеры массы выбирают из условия равенства изгибных и крутильных частот собственных колебаний, причем колебательная масса является одновременно и нагружающим устройством, для чего она снабжена двумя инерционными вибраторами. Для одновременного возбуждения изгибных и крутильных колебаний рельса вращающиеся векттэры инерционных сил, возникающих при вращении неуравновешенных масс вибраторов, дежат и плоскос ги, перпендикулярной осевой линии рельса, и имеют постоянный сдвиг по фазе относительно один другого на 90°. Сами вибраторы располагаются диаметрально противопо- . ложно и на одинаковых расстояниях относительно центра тяжести свободного конца поперечного сечений рельса. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. .о S (Л С

Фиг. 2