Установка для ударных испытаний материалов при сложном напряженном состоянии Советский патент 1988 года по МПК G01M7/08 G01N3/30 

X

(Л

с:

ии

к

со

ой захват 7 для образца 5, и тормо 1за В 11J сбрасьшаемый руз, вьтол- Иенный в виде охватывающей В 11 ка- |ретки 1 с роторами 16 и 17, взаимо- |цействующими с В 11. Наковальня 4 выполнена в. виде подпружиненного jfHepuHOHHoro груза, установленного р возможностью осевого перемещения Тормоз В 11 связан с фиксатором 3 исходйого положения груза. Боковую

23941

нагрузку на образец 5 снижает В 11. Нагружение образца производят кру- тящей нагрузкой от действия инерционной силы торможения вращения наковальни 4. С помощью данного стенда можно выдержать образец под боковой нагрузкой перед нагружёнием ударной нагрузкой и можно исследовать влияние предварительной нагрузки на ударную прочность материалов, 1 ил.

Р зобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения возможности длительной выдержки испытуемого под боковой нагрузкой перед ударным нагружением образца пропорциональными крутящей и осевой разрывающей нагрузками. Для этого стенд содержит узел вращения наковальни 4, выполненный в виде привода 10 вращения, соединенного с ним винта (В) 11, на торце которого закреплен осе

1

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для ударных испытаний материалов на прочность при сложном напряженном . состоянии.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения возможности длительной выдержки испытываемого образца под боковой нагрузкой перед ударным нагружёнием образца пропорцио- 1альными. крутящей и осевой разрывающей нагрузками.

На чертеже представлена схема установки для ударных испытаний материалов .

Установка содержит сбрасываемый груз, выполненный в виде каретки 1, :смонтированной на вертикальных направляющих 2, на которых установлен фиксатор 3 исходного положения каретки 1 и наковальня 4 для установки образца 5 испытываемого материала, смонтированная в нижней части направляющих 2 с возможностью осевого вращения, два осевых захвата 6 и 7 для образца 5, один из которых, захват 6, закреплен на наковальне 4, боковые яахваты 8 для образца 5, соединенные с подвижными в радиальном направлении грузами 9, узел вращения наковальйи 4, выполненный в виде привода 10 вращения и проходящего по центру каретки 1 винта 11, на торце которого закреплен второй осевой захват 7 для образца 5, На винте 11 установлен тормоз, выполненный в виде электромагнитной муфты, состоящей из неподвижно закрепленной на направ0

5

0

ляющих 2 катушки 12 и полумуфты 13, установленной на винте 11 с возможностью осевого, перемещения и соединенной шпонкой 14 с приводом 10 вра- щения.

Полумуфта 13 1-1меет внешнюю коническую поверхность 15 для соедине- ,ния с фиксатором 3 исходного положения каретки 1.

В каретке 1 установлены роторы 16 и 17, соединенные с винтом 11.

Наковальня 4 вьтолнена в виде инерционного груза и установлена на подпружиненном подшипнике 18 с возможностью осевого перемещения. На наковальне 4 установлена сменная накладка 19.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 10 и приводят во вращение винт 11с захватами 6 и 7, пepeдaющи rи через образец 5 вращение -На наковальню 4. Разгон привода 10 е производится С медленной скоростью для исключения больших крутящих нагрузок на образце 5. Вместе с наковальней 4 вращаются грузы 9, создающие посредством захватов 8 боковое растяжение на образце 5. Роторы 16 и 17 также вращаются совместо с винтом 11 с увеличивающейся скоростью. При достижении заданной скорости вращения винта 11, определяемой уровнем боковой нагрузки на образце 5, раз- 5 гон привода 10 прекращают и с этой

постоянной скоростью вращают винт 11 .в течение времени, необходимого для выдерживания образца 5 под постоянной боковой нагрузкой. Лля ударного раз0

142 рушения образца 5 подают ток .в катушку 12 тормоза винта 11, в результате чего полумуфта 13 притягивается к катушке 12, шпонка 14 смещается вместе полумуфтой 13, разъединяя привод 10 и винт 11, и тормозит винт 11 от вращения, В момент смещения полумуфты 13 ее боковая поверхность смещает толкатель 20, упирающийся в рычаг 21, сое- диненный с фиксатором 3, рычаг 21 поворачивается, и фиксатор 3 освобождает каретку 1. Каретка 1 под действием собственного веса и под действием раскрученных роторов 16 и 17 при заторможенном винте 11 падает. К моменту нанесения разрьтающего образец 5 удара по накладке 19 за счет торможения винта 11 происходит снижение боковой нагрузки на образце 5 и нагружение его крутящей нагрузкой от действия инерционной силы торможения вращения наковальни 4, Осевой разрывающий удар приходится по нагруженному от боковой нагрузки образ- цу 5. Крутящая нагрузка в момент осевого удара также отсутствует. Осуществляется ударное разрывающее разрушение образца после воздействия на него длительной боковой и ударной крутящей нагрузок.

Подбором высоты накладки 19 регулируют интервал времени между прекращением действия боковой и крутящей нагрузок и нанесением осевого удара: с увеличением высоты накладки 19 интервал времени уменьшается. При определенной высоте накладки 19 получают нагружение образца одновременно осевой и крутящей нагрузками при уменьшении боковой нагрузки. При ма- лой собственной массе наковапьни 4 получают ударное разрушение образца 5 осевой-нагрузкой после длительного действия боковой нагрузки и пре- кращения ее действия без участия крутящей нагрузки. При увеличенной высоте накладки 19 режим нагружения без участия крутящей нагрузки может реализоваться при неполностью снятой боковой нагрузке.

Таким образом, с помощью предлагаемой установки получают последова1

тельное нагружение образца испытываемого материала длительно действую- щими боковыми и сменяющими их ударными крутящими и осевыми нагрузками вместо пропорционального нагружения одновременно несколькими нагрузками на известных установках. Возможность выдержки образца испытываемого материала под боковой нагрузкой перед нагружением ударной нагрузкой позволит исследовать влияние предварительной длительной нагрузки на ударную прочность материалов.

Формула изобретения

Установка для ударных испытаний материалов при сложном напряженном состоянии, содержащая сбрасываемый груз с фиксатором его исходного положения и вертикальными направляющими, наковальню для установки образца испытываемого материала, смонтированную в нижней части направляющих с возможностью осевого вращения, узел вращения наковальни, два осевых захвата для образца, один из которых закреплен на наковальне, боковые захваты для образца, соединенные с подвижными в радиальном направлении грузами, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей установки путем обеспечения возможности длитель- ной выдержки испытьгоаемого o6pa3Uc j под боковой нагрузкой перед ударным нагр},гжением образца пропорциональными крутящей и осевой разрывающей нагрузками, узел вращения наковальни выполнен в виде привода вращения, соединенного с ним винта, на торце которогв закреплен второй осевой захват для образца, и тормоза винта, сбрасываемый груз вьтолнен в виде охватывающей винт каретки с роторами, взаимодействующими с винтом, наковальня выполнена в виде подпружиненного инерционного груза, установленного с возможностью осевого перемещения, а тормоз винта связан с фиксатором исходного положения груза