Установка для испытаний материалов на усталость при сложном напряженном состоянии Советский патент 1989 года по МПК G01N3/34 

(Л

W

72 Я П 5 14 13 1115 re

.111LL,

к .. . f. j t-v -1

Ш;А;,СД|,

tari /,1

Ш

ТУ

ности испытаний путем компенсации момента трения на образце при пагру- жс яии чистым круговым изгибом и осе- воЛ нагрузкой, а также расширерще функциональнык возможностей путем обеспечения дог ол Н1Тельного нагру- жения крутящим моментом. Образец 2 закрегиип п шпинделях 5, 6, соединенных с валами двигателей 10, 16 вращения постоянного тока с независимым BO36 T;yieHueM. Устройство для нагружения чистым круговым изгибом выполнено в виде траверсы 3 с грузом 4, Устройство для нагружения осевоГ 1. 1груз ;ой выполнено в ьиде гидроцилиндра 11, поршень которого жестко соединен с корпусом гапинделя 6. Установка снабжена цепями регулирования скорости вращения и крутящего момента на образце, содержащими блоки 21, 22, 25 сравне ыя, усу.л-лту jHi 17, 18 мощности, измерители 23,

24 тока якоря дпигателей 10, 16

и датчики 1У, 20 углово скорости. В процессе регулирования скорость вращения и крутящие моменты, развиваемые двигателями 10, 16 вращения,

устанавливаются такими, чтобы обеспечить формулируемые задатчиками 26, 27 соответственно уг-ловой скорости и крутящего момента на образце. В условиях иснытания образца чистым

круговым изгибом и осеьой нагрузкой

момент трения на образце компенсируется разностью моментов, развиваемых двигателями 10, 16, что новьпдает точность испытаний. 2 з.п. ф-лы,

1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытаний образцов материалов циклическими нагрузками. Целью изобретения является повышение точности испытаний путем компенсации момента трения на образце при нагружении чистым круговым изгибом и осевой нагрузкой, а также расширение функциональных возможностей путем обеспечения дополнительного нагружения крутящим моментом. Образец 2 закреплен в шпинделях 5, 6, соединенных с валами двигателей 10, 16 вращения постоянного тока с независимым возбуждением. Устройство для нагружения чистым круговым изгибом выполнено в виде гидроцилиндра 11, поршень которого жестко соединен с корпусом шпинделя 6. Установка снабжена цепями регулирования скорости вращения и крутящего момента на образце,содержащими блоки 21, 22, 25 сравнения, усилители 17, 18 мощности, измерители 23, 24 тока якоря двигателей 10, 16 и датчики 19, 20 угловой скорости. В процессе регулирования скорость вращения и крутящие моменты, развиваемые двигателями 10, 16 вращения, устанавливаются такими, чтобы обеспечить формулируемые задатчиками 26, 27 соответственно угловой скорости и крутящего момента на образце. В условиях испытания образца чистым круговым изгибом и осевой нагрузкой момент трения на образце компенсируется разностью моментов, развиваемых двигателем 10, 16, что повышает точность испытаний. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытателной технике, а именно к установкам для испытаний образцов материалов циклическими нагрузками.

Целью изобретения является повышение точности испытаний путем компен- сации момента трет1ия на образце при погружении чистым круговым изгибом и осевой нагрузкой, а также расширение функциональных возможностей путем обеспечения донолнительно на- труженик крутящим моментом.

На чертеже представлена схема устатювки.

Установка для испытаний материа- лов на усталость содержит основание 1 , устройство для нагр пкения образца 2 чистым изгибом, включающее траверсу 3 с подвеской для груза 4. Б шнинделях 5 и 6 установлены зажимы 7 и 8 образца 2. Корпус

9шпинделя 5 шарнирно соединен с осноБанием 1. Двигатель 10 вращения установлен на корпусе 9 и его вал соединен со шпинделем 5. Устройстве

. Д.ЧЯ осевого нагружения выполнено гз виде силового гидроцилиндра 1 1 , корпус которого mapinipHO соединен с основанием 1. Корпус 12 шпивделя жестко соедипе с поршнем 13 сшюво10гпдроцилиндра И, корпус которого служит направляющей перемещения корпуса 12 в осевом направлении Рабочие полости 14 и 15 гидроцилинд

5

Q

0

ра 11 соединены с источником регулируемого давления (не показан для нагружения образца осевой нагрузкой. Двигатель 16 вращения установлен на корпусе 12 и его вал соединен со шпи1аделем 6. К управляемь м входам двигателей 10 и 16 подключены выходы соответственно усилителей 17 и 18 мощности устройства регулирования крутящего момента на образце. С валами двигателей 10 и Г6 соединены соответственно датчики 19 и 20 угловой скорости, выходы которых подключены к первым входам соответствующих блоков 21 и 22 сравнения. Выходы последних подключены соответственно к входам усилителей 17 и 18 мощности. Измеритель крутящего момента на образце состоит из двух измерителей 23 и 24 тока и блока 25 сравнения, прямой и инвертирующий входы которого подключены соответственно к выходам измерителей 23 и 24 тока. Входы последних нодключены к вторым выходам соответствуюяплх усилителей 17 и 18 мощности. Выход блока 25 сравнения нодключен к вторым входам блоков 21 и 22 сравнения. Задатчик 26 угловой скорости подключен к третьим входам, а задатчик 27 крутящего момента - к четвертым входам блоков 21 ц 22 сравнения. и качестве двигателей враиени; установлены электродвигатели постоянного тока с независимым возбуждением)

управляющим сш-иалом которых является ток якоря.

Установка работает следующим образом.

Образец 2 закрепляют в зажимах 7 и 8 и в записимостн от требуемой aMnjni i yAbi переменного изгиОного напряжения на подвеску траверсы 3 устанавливают груз 4 определенной массгОбразец нагружается чистым изгибом Для создания осепой нагрузки а полость 14 1 идроцн.чиндра 1 1 подают заданное данление. Далее образец приводят во вращение при одновременном включении лвух двигателей 10 и 16 вращения, В процессе испытаний образец 2 upoi-иблется, корпус 9 шпинделя 5 и гидроцилиндр 1I поворачиваются относительно 1чарцирных опор, а корпус 12 шпинделя 6 сдвигается в осевом направлении влево в соответствии с, прогибом обппзца 2. Избыточная жидкость при поддержании ПОСТОЯННЫ давления в полости А сбрасывается в слинную магистраль, Таким образом, осевое усилие на образце в процессе испытаний цод;Т,ержи- вается заданным и сооснь м с концевой частьк. образца, -При периодическом изменении разности давлений в полостях 14 и 15 возможно циклическое осевое нагружение образца с различнь1ми коэффициентами асимметрии

цикла,

I

При воспроизведении на образце чистого кругового изгиба и осевой нагрузки сигнал на выходе задатчика 27 нагрузки отсутствует. Сигнал от задатчика 26 угловой скорости посту- цает на сортветстиующие прямые входы блоков 21 и 22 сравнения, где сравнивается с сигналами датчиков 19 и 20 угловых скоростей, например тахогенераторов, подаваемыми на ин- вертируь)щие входы 6j OKOii 21 и 22 сравнения. Сигналы рассогласования поступают на ВХОДР соответствующих усилителей 17 и 18 мощности, например, тиристорного типа. Скорость вращения o6pa:iL a устанавпинается равной заданной. Разность токов якорей двигателей 10 и 16, 11рог1Ор;1ИО}{альная крутящему мог- .енту на обг 1зце, вoзникaющeмv от моментов трения, измеряется посредстБом измерителей 23 и 24 тока и блока 25 сравнения. Сигнал, пропорциональный величине крутя

0

5

С

5

0

5

0

5

01

щего момента, подается на инвертирую- ишй вход блока 21 и прямой вход блока 22 сравнения, изменяя крутящие д,вигателей I О и 16 вращения в сторону уменьшения величинь крутя - iiei o момента,

Я 1Я дополнительного нагружеки; об: азца крутящим моментом с пыхо/ia задатчика 27 крутящего моментй на :;рямой вход 21 и инверт иругоицп вход блока 22 сравнения посту1тз Т сиг нал, пропорциональный задашхок Еепичине крутящег О момента, который вызывает противоположные (ГО знаку изменения токов якорей двигателей 10 и 16 вра1чения до те/ лор, пока крутящий момент на об- рлтне не его гветствует задань:ому значению. Применение двух цепей об- paTHOi i связи по крутящему моменту повьтшет статическую точность, регулирования крутя1цего момента, а выполнение обратной связи в каждом контуре регулирования скорости вра- |цения от собственных датчиков угловой скорости, установленных на валу соответствующих двигателей вращения, у:-)енымает влияние упругости об- ()азц. на динамическую точность регу- ,гп1рования,

Изобретение позволяет повысить точность испытаний на усталость при чистом изгибе и осевом нр- гружении за счет исключе1Н1я неконтролируемого скручивания образца, а также расширить функциональные возможности установки за счет обеспечения дополнител но нагружения образца крутяпцсм моментом.

Формула изобретения

2,Установка по п,1, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности регулирования, устройство регулирования крутящего момента на образце вьтолнено в виде задатчиков угловой скорости, задат- чика крутящего момента, двух датчиков угловой скорости, соединенных каждый с валом соответствующего дни- гателя вращения, двух блоков сравнения и двух усилителей мощности, входы каждого блока сравнения подключены к выходам соответственно задат- чика угловой скорости, задатчика крутящего момента, измерителя крутящего момента и соответствующего датчика угловой скорости, каждый усилитель мощности подключен входом к выходу соответствующего блока сравнения, а выходом - к управляемому входу соответствующего двигателя вращения.

3.Установка nonn.l и2, отли чающаяся тем, что двигатели вращения выполнены в виде электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением, а измеритель крутящего момента выполнен в виде двух измерителей тока, входы которых подключены к вторым выходам соответствующих усилителей мощности, и третьего блока сравнения, входы которого подключены к выходам соответствующих измерителей.тока.