Стенд для усталостных испытаний Советский патент 1987 года по МПК G01N3/32 G01M13/00 

113

Изобретение относится к испытательной технике,, в частности к-уста- лостньм испытаниям образцов на изгиб с кручением.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний стержневых образцов на изгиб и совместное действие изгиба с кручением.

На фиг. 1 представлена установка при испытании стержневых образцов на изгиб, общий вид; на фиг. 2 - то же, при испытании стержневых образцов на кручение; на фиг.З - узел крепления образцов в активном захвате; на фиг. 4 - узел крепления образцов при испытании на совместное действие изгиба с кручением.

Стенд содержит станину 1 с установленным на ней приводом 2 вращения с валом 3, нагружающий вал 4 с механизмом 5 перемещения в направлении, перпендикулярном оси валов, две одинаковые скобы б, пассивные 7 и активные 8 захваты для установки образца, карданный шарнир, состоящий из крестовины 9 и двух вилок 10, закреплен- .ных на валах и шарнирно связанных с крестовиной, две втулки 11, установленные на валах для обеспечения поворота скоб вокруг осей валов. Концы скоб, лежапщх в одной плоскости, выполнены с пазами 12 для установки и перемещения в них активных захватов 8 с лысками 13. Для фиксации захватов в пазах 12 служат регулировочные винты 1 4 . 1

Кроме того, для испытаний образцов при одновременном действии изгибающего и крутящего моментов с обеспечением изменения соотношений между ними стенд снабжен.двухзвенным механизмом, состоящим из стаканов 15, предназначенньк для размещения в них активных захватов, шарнирно соединенных с вилками 16. На последних симметрично относительно их концов установлены цапфы 17, предназначенные для установки в пазах 12.

Стенд работает следующим образом.

Испытание образцов на изгиб (фиг. 1).

В этом случае скобы 6 вала 3 лежат в одной плоскости с вилкой 10 вала 4, а скоба 6 вала 4 - в одной плоскости с вилкой 10 вала 3 так, как это показано на фиг. 1. Образцы устанавливаются в пассивных 7 и активных 8 за10

15

20

25

73172

хватах, причем жестко фиксируются только в пассивных захватах, что позволяет исключить в процессе нагруже- ния образцов воздействие на них кру- 5 тящего момента. Затем активные В захваты устанавливаются в пазах 12 в нужном положении и фиксируются регулировочными винтами 14. Если испытания проводятся при симметричном режиме нагружения, то захваты 8 закрепляются в середине пазов 12 и до- введения нагрузки валы 3 и 4 остаются соосными. Если испытания проводятся при асимметричном режиме, то захваты 8 смещают в пазах 12 от их середины и фиксируют их в таком положении винтами 14. В этом случае до введения нагрузки валы 3 и 4 располагаются ПОД некоторым углом друг к другу. Затем с помощью механизма 5 перемещения вводится необходимый изгибающий момент путем смещения конца вала 4 в ту или иную сторону (например, вниз к станине) на необходимую величину. При этом испытуемые образцы изгибаются, как это показано на фиг. 1. Затем включают привод 2, который приводит во вращение всю систему вместе с карданным шарниром, в результате чего образцы подвергаются циклическому нагружению изгибающим моментом по синусоидальному закону. Таким образом, за один оборот карданного шарнира образцы испытывают пол35 ный цикл нагружения, в верхнем (вертикальном) положении (угол поворота ) образцы, установленные на вертикальной части крестовины, испытывают воздействие максимального изгибающего момента, причем образцы изогнуты в разные стороны. Затем при переходе их в горизонтальное положение нагрузка уменьшается и в горизонтальном (ц 90 ) положении образцы

5 полностью разгружены, при cf-180° на образцы вновь действует максимальный изгибаю1чий момент, но обратного знака, приСр 270° образцы разгр ужены, при Ц) 360° - возвращаются в исходное

0 положение,

Испытание образцов на кручение.

В этом случае скобы 6 закрепляются во втулках 11 так, что на валу 3 5 они располагаются в одной плоскости с вилкой 10 вала 3,, а на валу 4 - в одной плоскости с вилкой 10 вала 4 (как показано на фиг. 2). Образцы устанавливаются в активных 8 и пас30

0

3131731

сивных 7 захватах, а регулировочные винты 14 полностью выкручиваются. Это обеспечивает свободное перемещение захватов 8 по пазу 12, что исключает воздействие на образцы изгибаю- щего момента.

Крутящий момент вводится с помощью ,механизма 5 перемещения путем смещения конца вала 4. В этом случае кручение испытьшают только горизонталь- 10 но расположенные образцы, в то время как вертикально расположенные образцы с захватами 8 свободно перемещаются по пазу 12. При вращении карданного шарнира происходит цикличес-, 15 кое нагружение образцов крутящим моментом по синусоидальному закону.

Для обеспечения испытаний образцов на усталость при совместном действии крутящего и изгибающего моментов с 20 различными их соотношениями образцы устанавливают в пассивных и активных захватах. На активные захваты 8 надевают стаканы 15, шарнирно соединенные с вилками 16. Последние отводятся в сторону от захвата образца на угол. о(, который определяет соотношение крутящего и изгибающего моментов:

М М-з1пог.; М M-cosot,

1 де М - полный момент, действующий на образцы в определенный период поворота.

Цапфа 17 вилок закрепляется в пазу 12 скоб 6, а последние устанавливаются в соответствующем положении путем поворота на необходимый угол

по высоте.

В процессе вращения образцы испытывают воздействие одновременно крутящего и изгибающего моментов.

5

0

0

0

74

Таким образом, предлагаемый стенд позволяет осуществить испытания Одновременно нескольких стержневых образцов при действии изгибающего, крутящего моментов и совместного их действия с возможностью плавной регулировки их соотношения.

Формула изобретения

1.Стенд для усталостных испытаний, содержащий станину, установленные на ней привод вращения с валом

и нагружающий вал с механизмом его перемещения в направлении, перпендикулярном оси валов, оппозитно установленные на соответствующих валах две одинаковые скобы, концы которых лежат в одной плоскости, пассивные и активные захваты для установки образца, последние из которых закреплены на концах соответствующих скоб, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен карданным шарниром, крестовина которого лежит в плоскости концов скоб, а вилки за- |Креплены на соответствующих валах и размещены между крестовиной и соответствующими скобами, активные захваты установлены .с возможностью перемещения в направлении, параллельном оси валов, и фиксации в заданном положе.нии, а скобы установлены тка валах с возможностью поворота вокруг их оси.

2.Стенд по п. 1,отличаю- щ и и с я тем, что он снабжен стаканами, в которых размещены активные захваты, и вилками, концы которых шарнирно закреплены относительно стакана.

CPU г2

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к усталостным испытаниям образцов на изгиб с кручением. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний образцов на изгиб и совместное действие изгиба с кручением. На станине 1 установлены привод 2 с валом 3, механизм 5 перемещения с нагружающим валом 4, две скобы 6, пассивные 7 и активные Е захваты для образцов, карданный шарнир, представляющий собой крестовину 9 с двумя вилками 10, шарнирно на ней установленными. На валы 3 и 4 надеты втулки 11, обеспечивающие поворот скоб 6. На концах скоб, выполнены пазы для перемещения по ним активных захватов. При включении привода карданный шарнир начинает вращаться и приводит во вращение установленные в захватах образцы. При этом нагружающий вал смещен относительно оси вала 3. В зависимости от кзаиморас- положения скоб и вилок карданного шарнира вращающиеся образцы подвергаются действию или изгибающего, 1ши крутящего момента. Для обеспечения совместного их действия на активные захваты образцов надеты стаканы, шарнирно связанные с вилкчми, цапфы которых установлены в пазах 12. Изменяя угол поворота скоб 6 относительно валов 3 и 4, изменяют соотношение крутящего и изгибающего моментов. 1 з.п. ф-лы. 4 ил. гг g Од со 07//г.7

7J

/4

77

12

74

16

X

ФигМ