Установка для двухосного растяжения крестообразных образцов композитных материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N3/08 

ж 7

ел

N5

fae

Изобретение относится к испытаниям маггериалов, в частности к установкам для ABJ xocHOHoro растяжения крестообразных образцов композитных материалов.

- Цель изобретения - повышение точности испытаний образцов композитных материалов с эксцентричным расположением ар;мируюш.их элементов за счет использо- ва:ния в установке для растяжения крестообразных образцов с консолями нагружающих устройств.

На фиг. 1 изображена установка, общий вЦд, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

i Установка для определения деформатив- Hhjix характеристик композитного материала нг| крестообразных образцах состоит из 15 удтановленной в вертикальном положении замкнутой несущей рамы 1, внутри которого расположен выполненный с консолями крес- тбобразный образец 2, а с внешней стороны в: аимодействующие с вертикальными и гори- зф1тальными поперечинами рамы четыре 20 С1 ловых цилиндра 3. Связь, цилиндров 3 с {соответствующими парами консолей образ- цЬ 2 осуществляется с помощью нагружающего устройства, состоящего из стального шара 4, траверсы 5, двух парал- 25 лельных относительно друг друга прямоугольных рамок 6 и двух опорных пластин 7, закрепленных на консолях образца 2 хомутом 8, жестко соединенным с пластикости относительно цилиндров 3. Цилиндры 3 на вертикальных поперечинах рамы 1 могут перемещаться в вертикальной плоскости с помощью закрепленных на раме 1 винтов 22. На винты 22 опираются опорные площадки 23 цилиндров, которые перемещаются в вертикальном направлении по грани рамы 1 как по направляющей. С помощью винтов 18, 19, 20 и 22 осуществляется геометрическое центрирование между собой образца 2, цилиндров 3 и траверс 5, на которые нанесены соответствующие оси. Физическое центрирование образца 2 осуществляется путем смещения прямоугольных рамок 6. Цри центрировании образца 2 в его плоскости рамки 6 перемещаются м помощью винтов 10 и 11, а при центрировании из плоскости с помощью винтов 16.

Гидравлическая система установки состоит из двух контуров 24 высокого давления, объединяющих противоположно расположенные пары цилиндров с вентилями 25 раздельного разгружения, электрической 26 и ручной 27 насосными станциями и манометрами 28.

Установка работает следующим образом.

На кронштейны 17 устанавливают верхнюю траверсу 5. На верхнюю траверсу 5 надевают два П-образных элемента рамок 6 и своими поперечинами 13 устанавливают между центрирующими винтами 10 траной 7. Хомут 8 снабжен винтом 9. каждая опорная пластина 7 снабжена парой зо версы 5. На все консоли образца 2 чакла- центрируюи1,их винтов 10, а траверса 5 - дывают опорные пластины 7 и с помощью двумя парами таких винтов 11. Между соответствующими парами винтов 10 и 11 опорных пластин 7 и траверсы 5 закрепляются прямоугольные рамки 6. Прямоугольная рамка 6 состоит из П-образного 35 Между парами тяг 12 каждой рамки 6 жесткого элемента, который образован из вставляют съемные поперечины 15, так, что двух пар тяг 12, объединенных с одной стороны поперечиной 13, а с другой упорными планками 14, и съемной поперечины 15. Поперечины 13 и 15 выпол- 1ены из пластин и с внутренней стороны рамки 6 имеют овальное очертание. Между парами тяг 12 с обоих концов рамок 6 установлено по паре центрирующих винтов 16, с помощью которых можно перемещать рамку 6 относительно образца 2 и тра- 45 мы 1. На вертикально висящие траверсы 5 версы 5.и соответствующие пары консолей образца 2

С внепшей стороны верхняя поперечина рамы 1 снабжена .двумя кронштейнами 17 п,ля установки верхней траверсы 5. Кронштейны 17 имеют винты 18 для переме40

хомутов 8 и винтов 9 закрепляют на них. Верхние консоли образца 2 вводят между тягами 12 подвешенных к верхней траверсе 5 П-образных элементов .рамок 6.

верхние консоли образца 2 оказываются внутри рамок 6 опертыми на поперечины 15, а последние между центрирующими винтами 10 опорных пластин 7, и таким образом, образец 2, подвешенный за верхние консоли, занимает положение внутри рамы 1. В пазы кронштейнов 21 вводят винты 20 боковых траверс 5 и траверсы устанавливаются параллельно вертикальным поперечинам ранакладывают П-образные элементы рамок 6 и вставляют съемные поперечины 15, затем рамки 6 закрепляют центрирующими винтами 10 опорных пластин 7 и винтами II

щения траверсы 5 в вертикальной плос- 50 траверс 5. Одевают прямоугольные рамки 6

кости и винты 19 для перемещения ее в горизонтальной плоскости. Траверсы 5, расположенные вдоль вертикальных поперечин рамы 1, подвешиваются с помощью винтов 20, которые установлены в пазах

на нижние консоли образца 2 и на их- поперечины 13 устанавливают нижнюю траверсу 5.

Верхний цилиндр 3 устанавливают на верхнюю поперечину рамы 1, а нижний

кронштейнов 21, жестко закрепленных на 55 цилиндр 3 располагают на нижней тра- раме 1. Винты 20 позволяют регулировать верее 5. Боковые цилиндры 3 размеп а- положение траверс 5 в вертикальной плос- ют на опорных плошадках 23. Верхний,

0

5 0 5

кости относительно цилиндров 3. Цилиндры 3 на вертикальных поперечинах рамы 1 могут перемещаться в вертикальной плоскости с помощью закрепленных на раме 1 винтов 22. На винты 22 опираются опорные площадки 23 цилиндров, которые перемещаются в вертикальном направлении по грани рамы 1 как по направляющей. С помощью винтов 18, 19, 20 и 22 осуществляется геометрическое центрирование между собой образца 2, цилиндров 3 и траверс 5, на которые нанесены соответствующие оси. Физическое центрирование образца 2 осуществляется путем смещения прямоугольных рамок 6. Цри центрировании образца 2 в его плоскости рамки 6 перемещаются м помощью винтов 10 и 11, а при центрировании из плоскости с помощью винтов 16.

Гидравлическая система установки состоит из двух контуров 24 высокого давления, объединяющих противоположно расположенные пары цилиндров с вентилями 25 раздельного разгружения, электрической 26 и ручной 27 насосными станциями и манометрами 28.

Установка работает следующим образом.

На кронштейны 17 устанавливают верхнюю траверсу 5. На верхнюю траверсу 5 надевают два П-образных элемента рамок 6 и своими поперечинами 13 устанавливают между центрирующими винтами 10 трао версы 5. На все консоли образца 2 чакла- дывают опорные пластины 7 и с помощью 5 Между парами тяг 12 каждой рамки 6 вставляют съемные поперечины 15, так, что 5 мы 1. На вертикально висящие траверсы 5 и соответствующие пары консолей образца 2

версы 5. На все консоли образца 2 чакла- дывают опорные пластины 7 и с помощью Между парами тяг 12 каждой рамки 6 вставляют съемные поперечины 15, так, что мы 1. На вертикально висящие траверсы 5 и соответствующие пары консолей образца 2

хомутов 8 и винтов 9 закрепляют на них. Верхние консоли образца 2 вводят между тягами 12 подвешенных к верхней траверсе 5 П-образных элементов .рамок 6.

версы 5. На все консоли образца 2 чакла- дывают опорные пластины 7 и с помощью Между парами тяг 12 каждой рамки 6 вставляют съемные поперечины 15, так, что мы 1. На вертикально висящие траверсы 5 и соответствующие пары консолей образца 2

верхние консоли образца 2 оказываются внутри рамок 6 опертыми на поперечины 15, а последние между центрирующими винтами 10 опорных пластин 7, и таким образом, образец 2, подвешенный за верхние консоли, занимает положение внутри рамы 1. В пазы кронштейнов 21 вводят винты 20 боковых траверс 5 и траверсы устанавливаются параллельно вертикальным поперечинам ра версы 5. На все консоли образца 2 чакла- дывают опорные пластины 7 и с помощью Между парами тяг 12 каждой рамки 6 вставляют съемные поперечины 15, так, что мы 1. На вертикально висящие траверсы 5 и соответствующие пары консолей образца 2

накладывают П-образные элементы рамок 6 и вставляют съемные поперечины 15, затем рамки 6 закрепляют центрирующими винтами 10 опорных пластин 7 и винтами II

траверс 5. Одевают прямоугольные рамки 6

на нижние консоли образца 2 и на их- поперечины 13 устанавливают нижнюю траверсу 5.

Верхний цилиндр 3 устанавливают на верхнюю поперечину рамы 1, а нижний

цилиндр 3 располагают на нижней тра- верее 5. Боковые цилиндры 3 размеп а- ют на опорных плошадках 23. Верхний,

нижний и боковые цилиндры 3 попарно соединяют с насосными станциями 26 и 27, вентилями 25 и манометрами 28.

На образце 2, траверсах 5 и цилиндрах 3 размечаются геометрические оси. На образец 2 устанавливают измерительные приборы. С помощью регулировочных винтов 18, 19, 20 и 22 производят геометрическое центрирование путем совмещения осей образца 2, цилиндров 3 и траверс 5. Посс рамой два силовых цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности при испытании образцов композитных материалов с эксцентричным расположением армирующих элементов, она снабжена дополнительными четырьмя захватами, выполненными аналогично основным и попарно связанными между собой посредством траверс, связанными с траверсами кронштейнами, два из которых закреплс15

20

ле геометрического центрирования произво- Ю ны на двух параллельных поперечинах, дят физическое центрирование при нагрузке. Последнее осуществляют изменением плеч прикладываемых нагрузок к консолям образца 2 путем параллельного смещения рамой 6 в плоскости и из плоскости образца 2. Смещение рамок 6 в плоскости образца 2 производят с помощью винтов 10 и 11, а из плоскости винтами 16. Сначала производят центрирование вертикального и горизонтального элементов образца 2 по отдельности, а затем одновременно в двух направлениях.

Деформативные характеристики материала при одно-и двухосном центральном растяжении, когда возможно несовпадение геометрического и физического центра тяжести сечения из-за эксцентричного расположения армирующих элементов, могут быть получены пересчетом опытных значений продольных и поперечных относительных деформаций с учетом нагрузки и размеров образца.

Устройство апробировано при исследованиях характеристик тяжелого армоцемен- та - железобетона с высоким содержанием арматуры в двух ортогональных направлениях, используемого- в корпусах высокого давления.

25

и два - на третьей поперечине рамы, и двумя дополнительными силовыми цилиндрами, поперечины рамы связаны между собой с образованием замкнутого контура, на двух параллельных поперечинах рамы установленны с возможностью перемещения вдоль них корпусы двух силовых цилиндров, штоки которых предназначены для взаимодействия с соответствующими траверсами, которые установлены с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, на третьей поперечине жестко закреплен третий цилиндр, предназначенный для взаимодействия с третьей траверсой, а корпус четвертого цилиндра, шток которого предназначен для взаимодействия с четвертой поперечиной рамы, закреплен на четвертой траверсе.

2.Установка по п. 1, отличающаяся те.м, что каждая траверса имеет две пары центрирующих винтов, каждая рамка

30 захвата выполнена с опорной пластиной и закрепленной на ней парой центрирующих винтов, предназначенных для перемещения рамки в плоскости образца, причем одна сторона рамки каждого захвата предназначена для взаимодействия с траверсой, а противоположная - с опорной пластиной, а приспособление для перемещения образца выполнено в виде двух пар винтов, установленных на соответствующих сторонах рамок и предназначенных для взаимодействия с образцом.

35

Формула изобретения

1. Установка для двухосного растяжения крестообразных образцов, композитных материалов, содержащая несущую раму с четырьмя попарно параллельными поперечинами, связанные с ними четыре захвата в виде прямоугольных рамок, приспособление для перемещения образца вдоль оси, перпендикулярной его плоскости, и связанные

с рамой два силовых цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности при испытании образцов композитных материалов с эксцентричным расположением армирующих элементов, она снабжена дополнительными четырьмя захватами, выполненными аналогично основным и попарно связанными между собой посредством траверс, связанными с траверсами кронштейнами, два из которых закреплсны на двух параллельных поперечинах,

5

0

ны на двух параллельных поперечинах,

5

и два - на третьей поперечине рамы, и двумя дополнительными силовыми цилиндрами, поперечины рамы связаны между собой с образованием замкнутого контура, на двух параллельных поперечинах рамы установленны с возможностью перемещения вдоль них корпусы двух силовых цилиндров, штоки которых предназначены для взаимодействия с соответствующими траверсами, которые установлены с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, на третьей поперечине жестко закреплен третий цилиндр, предназначенный для взаимодействия с третьей траверсой, а корпус четвертого цилиндра, шток которого предназначен для взаимодействия с четвертой поперечиной рамы, закреплен на четвертой траверсе.

2.Установка по п. 1, отличающаяся те.м, что каждая траверса имеет две пары центрирующих винтов, каждая рамка

0 захвата выполнена с опорной пластиной и закрепленной на ней парой центрирующих винтов, предназначенных для перемещения рамки в плоскости образца, причем одна сторона рамки каждого захвата предназначена для взаимодействия с траверсой, а противоположная - с опорной пластиной, а приспособление для перемещения образца выполнено в виде двух пар винтов, установленных на соответствующих сторонах рамок и предназначенных для взаимодействия с образцом.

3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из двух кронштейнов, закрепленных на третьей поперечине рамы, имеет пару винтов, предназначенных для перемещения третьей траверсы в плоскости несущей рамы.

5

0

74

W

Изобретение относится к испытаниям материалов, в частности к установкам для двухосного растяжения крестообразных образцов композитных материалов. Цель изобретения - повышение точности испытания образцов с эксцентричным расположением армирующих элементов за счет центрирования испытуемого образца относительно плоскости нагружения. Установка содержит несущую раму I, в плоскости которой размещен образец 2, четыре силовых цилиндра 3, четыре взаимодействующих с траверсами 5 захвата, каждый из которых выполнен Б виде двух прямоугольных параллельных рамок 6, содержащих тяги 12 с центрирующими винтами 16, поперечины 13 и опорные пластины 7 с центрирующими винтами 10. Две траверсы закреплены с возможностью перемещения на кронштейнах 21, а одна - на кронштейнах 18. Винты 10, 11, 18, 19, 20 и 22 обеспечивают центрирование образца 2 в плоскости несущей рамы, а винты 16, установленные на тягах 12, и винты 20 на кронштейнах 21 обеспечивают центрирование образца в плоскости, перпендикулярной плоскости несущей рамы. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. ср (Л

Редактор Л. Зайцева Заказ 3865/40

Составитель Н. Мезенцев

Техред И. ВересКорректор Г. Решетник

Тираж 847Подписное

ВНИИГ1И Гоеударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5 Производствешю-полпграфическое предприятч(е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

CplJ2.2.