Установка для ударных испытаний материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N3/34 

наковальню 5 для размещения образца 6, установленную в нижней части рамы 2, и набор силопередающих элементов (СПЭ) для размещения на поверхности образца 6 по числу мест приложения УН. Каждый.из СПЭ выполнен в виде двух торцовых кулачков (К) 1,8, уста новленных соосно с возможностью осевого перемещения, втулки 9, закрепленной на К 7, и приспособления 10 для передачи УН на поверхность образ ца 6, контактирующего с К 8. Втулки 9 всех СПЭ кинематически связаны со средством для подъема и сброса груза

1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытаний повторными ударами образцов материалов, главным образом прочных горных пород, а так- же строительных материалов в форме плит, панелей и т.п.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей установки путем обеспечения испытаний с измене нием мест приложения ударной нагрузки на поверхности образца.

На фиг.1 изображена установка для ударных испытаний материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1.

Установка содержит сбрасываемый . груз 1, раму 2 с вертикальными направляющими для груза 1, средство для подъема и сброса груза 1, выполненное в виде привода 3 и связанного с ним кулачкового механизма 4, наковальню 5 для размещения образца 6 испытуемого материала и набор силопередающих элементов для размещения на поверхности образца 6 по числу мест приложения ударной нагрузки, каждый из которых выполнен в виде двух соосно установленных и подвижных в осевом направлении торцовых кулачков 7 и 8 со взаимно ответными выступами и впадинами, втулки 9, соединенной с кулачком 7 с возможностью совместного вращения, и приспособления 10 для передачи нагрузки на поверхность образца 6, контактирующего с кулачком 8. Втулки 9 соединены с кулачками 7

86937

1. Поднимают груз 1 и, сбрасывая его, наносят удар по К 7, высота которого над поверхностью образца максимальная. Удар от К 7 передается К 8 и через приспособление 10 образцу 6, Новый подъем груза 1 приводит к одновременному вращению втулок 9 вместе с К .7 относительно К В. В результате за счет взаимно ответных выступов и впадин на К 7 и 8 общая высота одних пар К 7 и 8 уменьшается, а других - увеличивается. Таким образом, каждый последующий удар наносится по другим СПЭ. 2 ил.

О

5

5

5

0

посредством шпонок, допускающих осевое перемещение кулачков 7. Втулки 9 посредством установленных на втулках колес 11 и цепи 12 кинематически связаны с приводом 3. Кулачки 8 фиксируются от вращения посредством оснований 13, неподвижно закрепленных на поверх.ности образца 6. Угол взаимного поворота втулок 9, определяемый заданной последовательностью изменения мест приложения ударной нагрузки, устанавливается до испытания путем поворота колес 11 перед набрасыванием на них цепи 12. Приспособления 10 для передачи нагрузки на поверхность образца 6 выполнены, например, в виде клиньев, входящих в отверстия 14 в образце 6. Для начальной ориентации трещин, возникающих в образце 6 под действием ударных нагрузок, на поверхности образца 6 выполнены кйнавки 15, соединяющие по заданной схеме отверстия 14. Для выполнения чередующихся ударов различной силы механизм 4 выполнен из набора нескольких кулачков, обеспечивающих различную высоту подъема сбрасываемого груза 1.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 3 средства для подъема и сброса груза 1. Кулачок механизма 4 поднимает груз до наивыс - шей точки, определяемой профилем данного кулачка, после чего груз 1 сбрасывают вниз и наносят удар по

кулачку 7, высота которого над поверхностью образца 6 является наибольшей в момент падения груза. Удар от кулачка 7 передается на кулачок 8 и приспособление 10, которое под действием удара перемещается в отверстие 14 в образце 6. Дальнейший поворот механизма 4 приводит к новому подъему груза 1 и одновременному вращению колес 11 и втулок 9. При вращении втулок 9 происходит поворот кулачков 7 относительно кулачков 8, в результате чего на одних парах кулачков 7 и 8 выступы заходят во впадины и общая высота их уменьшается, на других парах выступы набегают на выступы и общая высота их увеличи- ваетс я. К моменту падения груза 1 изменяются соотношения высот между парами кулачков 7 и 8, наиболее выступающими становятся другие кулачки, воспринимающие новый удар, который передается на новые приспособления 10. Таким образом, каждый .последующий удар наносится, по другим силопе- редающим элементам, осуществляется перемена мест приложения ударной нагрузки на поверхности образца 6. Ряд повторных ударов приводит к зарождению трещин и их постепенному перемещению в направлениях, заданных канавками 15, После определенного числа ударов производят измерение пути перемещения фронтов трещин, ширины раскрытия основания трещин и другие параметры деформирования, В момент слияния и динамического прорастания трещин на этапе разрушения регистрируют скорость перемещения трещин, акустический эффект и другие параметры разрушения. После разрушения образца 6 его заменяют новым и опыт повторяют при другом взаимном повороте втулок 9, что дает иной порядок нанесения ударов, при другом расположении силопередающих элементов, при новой схеме инициирующих канавок 15 на поверхности образца,

при новом количестве и комбинации кулачков в механизме 4 подъема и сброса груза 1. Эти регулировки в серии опытов позволяют детально исследовать условия формирования, развития

и слияния трещин разрушения в различных материалах и изделиях.

Формула изобретения

Установка для ударных испытаний i.

материалов, содержащая сбрасываемый груз, раму с вертикальными направляющими для груза, средство для подъема и сброса груза и наковальню для раз- . мещения образца испытуемого материала, установленную на нижней части рамы, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей установки путем обеспечения испытаний с изменением

мест приложения ударной нагрузки на поверхности образца, она снабжена набором силопередающих элементов по- числу мест нагружения, предназначенных для размещения на поверхности

образца, при этом каждый из силопере- дающнх элементов выполнен в виде двух торцовых кулачков со взаимно ответными выступами и впадинами, уста- новлен.ных соосно с возможностью осевого перемещения, втулки, закрепленной на обращенном к сбрасываемому грузу кулачке с возможностью совместного вращения, и приспособления для передачи нагрузки на поверхность об- .

разца, контактирующего с вторьм кулачком, а втулки всех силопередающих элементов кинематически связ.аны со средством для подъема и сброса груза.

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить эксплуатационные возможности установки путем обеспечения испытаний с изменением мест приложения ударной нагрузки (УН) на поверхность образца 6. Установка включает раму 2 с вертикальными направляющими для груза 1, (О и 1C СХ) 05 ч ХЧ vs хч фиг. Г

Фие, 2