Установка для испытания на прочность образцов материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N3/08 E21C39/00 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытаний образцов материалов (в том числе используемых в горном деле) при одноосном напряженном состоянии и изучении влияния наложения волн деформации на характер и параметры разрушения.

Цель изобретения - расширение

(

функциональных возможностей установки путем обеспечения различных скоростей перемещения захватов при деформировании образца.

На фиг. 1 показана установка для испытания на прочность образцов материалов, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Установка содержит корпус 1, установленные на нем с возможностью вращения первую и дополнительную горизонтальные платформы 2 и 3, выполненные с кольцевыми буртами 4, привод 5 вращения, соединенный с платформой 2 через редуктор 6, за- хватЬ 7 и 8 для образца 9 и средство перемещения захватов 7 и 8, выполненное в виде фрикционных колодок 10, установленных на платформах 2 и 3 с возможностью перемещения в их плоскостях вращения, тяг 11, шарнирно прикрепле нных к фрикционным колодкам 10 и соединенных с захватами 7 и 8, гидроцилиндров 12, корпуса которых соединены с фрикционными колодками 10, втулок 13, установленных с возможностью вращения на осях 14 платформ 2 и 3 и соединенных с поршнями 5 гидроцилиндров 12, гидропривода, состоящего из насоса 16, связанного через муфту 17с приводом 5 вращения, и гидроаккумулятора 18, сообщенного через вентиль 19 с полостями гидроцилиздров 12. Установка содержит также дополнительный центральfO

5

20

25

30

35

40

Пружины 25 служат для подтягивания захватов 7 и 8 к осям 14 вращения платформ 2 и 3 после разрушения образца 9 с целью предотвращения поломок деталей установки.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 5 вращения и через муфту 17 и насос 16 при закрытом вентиле 19 создают давление жидкости в гидроаккумуляторе 18. Выключают муфту 17, включают муфту 23 и разгоняют платформу 2 и связанную с ней платформу 3 до заданных скоростей вращения. Платформы 2 и 3 вращаются во встречных направлениях, соотношения скоростей вращения задается кли- ноременной передачей 22, В зависимости от направления вращения платформ 2 и 3 проводятся опыты на сжатие или растяжение. При достижении заданных скоростей вращения платформ 2 и 3 открывают вентиль 19, жидкость из гидроаккумулятора 18 под давлением поступает в полости гидроцилиндров 12 Корпуса гидроцилиндров 12 смещаются относительно их поршней 15 в осевом направлении и прижимают фрикционные колодки 10 к внутренним поверхностям буртов 4 вращающихся платформ 2 и. 3, преодолевая при этом сопротивление пружин 24. В момент касания колодками 10 буртов 4 колодки 10 начинают движение в направлении вращения своих платформ 2 и 3 и со скоростями, близкими к скоростям линейного перемещения внутренних поверхностей буртов 4 платформ 2 и 3. С такими же скоростями перемещаются тяги 11 и захваты 7 и 8, что приводит к деформированию образца 9. При этом захват 7 перемещается относительно центрального захвата 20 с иной линейной скоростью, чем захват 8. Волна упругой деформаный захват 20 для образца 9 с шаро- ции и пластической деформации со стовой опорой, закрепленной на направляющей 21. Платформа 2 кинематически связана с платформой 3 посредством клиноременной передачи 22, что обеспечивает вращение платформ 2 и 3 в противоположных направлениях с раз личными скоростями. Привод 5 вращения соединен с редуктором 6 через

роны захвата 8 подходит к захвату 20 раньше, чем со стороны захвата 7 для изображенного на чертеже случая, когда платформа 3 вращается с большей скоростью. Встреча волн пластической деформации происходит на участке между захватами 7 и 20, где и происходит, разрыв образца 9. По времени прохождения волны между захватами 8

муфту 23. Фрикционные колодки 10

подпружинены пружинами 24 для. обеспе- и 20 определяют скорость волны со чения зазора между колодками 10 и стороны захвата 8, по месту разрыва буртами 4 платформ 2 и 3 в исходном от захвата 7 - скорость волны со сто- положении.РОНЫ захвата 7, по характеру разруше

5

0

5

0

5

0

Пружины 25 служат для подтягивания захватов 7 и 8 к осям 14 вращения платформ 2 и 3 после разрушения образца 9 с целью предотвращения поломок деталей установки.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 5 вращения и через муфту 17 и насос 16 при закрытом вентиле 19 создают давление жидкости в гидроаккумуляторе 18. Выключают муфту 17, включают муфту 23 и разгоняют платформу 2 и связанную с ней платформу 3 до заданных скоростей вращения. Платформы 2 и 3 вращаются во встречных направлениях, соотношения скоростей вращения задается кли- ноременной передачей 22, В зависимости от направления вращения платформ 2 и 3 проводятся опыты на сжатие или растяжение. При достижении заданных скоростей вращения платформ 2 и 3 открывают вентиль 19, жидкость из гидроаккумулятора 18 под давлением поступает в полости гидроцилиндров 12. Корпуса гидроцилиндров 12 смещаются относительно их поршней 15 в осевом направлении и прижимают фрикционные колодки 10 к внутренним поверхностям буртов 4 вращающихся платформ 2 и. 3, преодолевая при этом сопротивление пружин 24. В момент касания колодками 10 буртов 4 колодки 10 начинают движение в направлении вращения своих платформ 2 и 3 и со скоростями, близкими к скоростям линейного перемещения внутренних поверхностей буртов 4 платформ 2 и 3. С такими же скоростями перемещаются тяги 11 и захваты 7 и 8, что приводит к деформированию образца 9. При этом захват 7 перемещается относительно центрального захвата 20 с иной линейной скоростью, чем захват 8. Волна упругой деформации и пластической деформации со стороны захвата 8 подходит к захвату 20 раньше, чем со стороны захвата 7 для изображенного на чертеже случая, когда платформа 3 вращается с большей скоростью. Встреча волн пластической деформации происходит на участке между захватами 7 и 20, где и происходит, разрыв образца 9. По времени прохождения волны между захватами 8

и 20 определяют скорость волны со стороны захвата 8, по месту разрыва от захвата 7 - скорость волны со сто- РОНЫ захвата 7, по характеру разрушения - эффект наложения волн гшасти- ческой деформации, распрост-раняющи-it- ся с данными скоростями и при данном соотношении между скоростями.

После регистрации параметров деформирования и разрушения образца 9 проводится новый опыт с другим образцом и с другим соотношением между скоростями волн деформации. Изменение соотношения волн деформации достигается переналадкой клиноременной передачи 22. ,

15

В результате серии опытов при различных соотношениях,скоростей волн деформации изучает влияние скоростей и их соотношения на характер разрушения, его параметры (предел прочности, упругости, пластичность 20 материала в момент разрушения) и место разрушения по длине образца 9.

Переходят к новой серии опытов, когда соотношение между скоростями волн не изменяется, а изменяются абсолютные значения скоростей волн деформирования. При этом меняется скорость вращения платформы 2 с по- мощью редуктора 6. При испытании новых групп образцов изменяют соотношения скоростей и величины скоростей платформ 2 и 3. В результате серий опытов изучают влияние величин скоростей деформирования на характер разрушения, не изменяя места разрушения.

o

5

0

Формула изобретения

Установка для испытания на прочность образцов материалов, содержащая корпус, установленную на нем с возможностью вращения горизонтальную платформу, привод вращения, установленный на корпусе и соединенный с платформой, захваты для образца и средство перемещения захватов, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей установки путем обеспечения различных скоростей переме- щения(. захватов при деформировании образца, она снабжена дополнительной горизонтальной платформой, установленной на корпусе в плоскости вращения первой горизонтальной платформы и кинематически связанной с ней с обеспечением возможности вращения в противоположном направлении с различ- .ными скоростями, средство перемещения захватов выполнено в виде фрикционных колодок, установленных на

5 платформах с возможностью перемещения в плоскости вращения платформ, тяг, одни концы которых шарнирно прикреплены к фрикционным колодкам, а вторые соединены с захватами, ид0 роцилиндров с гидроприводом, корпуса которых соединены с фрикционными колодками, и втулок, установленных с возможностью вращения на осях платформ и соединенных с поршнями гидро5 цилиндров , при этом платформы выполнены с кольцевыми буртами, предназначенными для взаимодействия с фрикционными колодками. .

4-1

2г

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для ист1тания образцов материалов при одноосном напряженном состоянии и изучения влияния наложения волн деформации на характер и параметры разрушения. Цель - расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения различных скоростей перемещения захватов при деформировании образца 9. Установка содержит корпус 1 и установленные на нем две горизонтальные штатформы (ЛЛ) 2 и 3, одна из которых соединена через редуктор с приводом вращения. Лри этом ПЛ 2 и 3 кинематически связаны между собой и вращаются в противоположных направлениях с различными скоростями. На ЛЛ 2 и 3 в плоскости вращения передвигается средство для перемещения захватов 7 и 8 образца 9. Оно выполнено в виде фрикционных колодок (ФК) 10, соединенных с гидроцилиндрами (ГЦ) 12, имеющими гидроприводы. Поршни ГЦ 12 связаны с втулками 13, установленными на осях 14, находящихся на ПЛ 2 и 3, которые имеют кольцевые бурты для взаимодействия с ФК 10. Последние шарнирно связаны с одним концом тяги 11, другой конец которой соединен с захватами 7 и 8. При включении привода ПЛ 2 и 3 разгоняются до заданных скоростей. Корпуса ГЦ 12 смещаются относительно их поршней и прижимают ФК 10 к буртам. В результате перемещаются тяги 11 и захваты 7 и 8, что приводит к деформированию образца 9. 2 ил. 2/ и Ю СО 00 СП