Способ усталостных испытаний при круговом изгибе образцов материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N3/32 

Фиг. 1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для усталостных испытаний при круговом изгибе, и может быть ис- пользовано для исследования усталостной прочности материалов.

Целью изобретения является повышение точности при несимметричных колебаниях нагрузки с момента появле- ю ния трещины в образце и до разрушения последнего.

На фиг.1 и 2 представлено устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг.З - конструктция Н демпфера.

Устройство содержит соосные пассивный 1 и активный 2 захваты для образца 3, нагружающее приспособление в виде грузов 4, связанное с активным 20 захватом 2 посредством упругого элемента в виде силовой пружины 5 и демпфера 6. Устройство снабжено механизмом 7 отключения привода (не показан) пассивного захвата 1 при 25 разрушении образца 3. На фиг.1 пока-- зана схема устройства с применением пружины 5, работающей на растяжение, на фиг.2 - работающей на сжатие.

30

Демпфер 6 выполнен в виде герметичного корпуса 8 (фиг.З) с тягой 9 для крепления грузов 4, внутри которого размещен рабочий цилиндр 10. В нижней торцовой части цилиндра 10 рас- положен клапан 1 1 перепуска, подпру-1 жиненный к торцу, с выполненными в нем перепускными отверстиями 12, В рабочем цилиндре 10 размещен поршень 13, имеющий уплотнителъные кольца 14 40 и клапан 15 сжатия, подпружиненный к торцовой плоскости поршня 13 и перекрывающий выполненные в поршне 13 перепускные отверстия 16. В поршне 13 выполнено также калиброванное 45 отверстие 17, не перекрываемое клапаном 15. Поршень 13 соединен со штоком 18, второй конец которого пропущен через систему уплотнительных колец 19. Полость 20 рабочего цилиндра -Q 10 заполнена вязкой жидкостью полностью, а внутренняя полость 21 корпуса 8 - частично.

Устройство работает следующим образом.J5

После закрепления образца 3 в захватах 1 и 2 включают привод (не показан) пассивного захвата 1 и нагружают образец 3 системой грузов 4.

При появлении трещины на поверхности вращающегося образца 3 его изгибная жесткость становится различной: наибольшей - в положении образца с трещиной внизу по отношению к грузам 4 (берега трещины сдвигаются и сечение образца 3 работает как монолитное) и наименьшей - в положении образца 3 с трещиной вверху (берега трещины раздвигаются). Такое периодическое (с частотой вращения образца) изменение изгибкой жесткости приводит к появлению несимметричных колебаний грузов 4 относительно положения их равновесия, что в свою очередь приводит к появлению циклической составляющей нагрузки со стороны грузов 4. В этом случае эффективное гашение колебаний возможно только при помощи демпфера 6 с несимметричной характеристикой растяжения (сжатия), что достигается конструкцией примененного демпфера 6.

При движении штока 18 с поршнем 13 вниз вязкая жидкость перетекает из подпоршневой полости рабочего цилиндра 10 в надпоршневую только через калиброванное отверстие 17, в то время как при обратном движении клапаны 11 и 15 открывают перепускные отверстия 12 и 16, что приводит к уменьше- .щда силы вязкого сопротивления при взаимном перемещении штока 18 и тяги 19. Для эффективного гашения колебаний грузов 4 подключение демпфера производится в соответствии со схемой, данной на фиг.1 и 2.

Устройство за счет устранения вибрационных перегрузок при проведении испытаний на циклическую выносливость позволяет получить более точную информацию о пределе усталости материала.

Формула изобретения

Способ усталостных испытаний при круговом изгибе образцов материалов, заключающийся в том, что в образце создают консольный круговой изгиб с помощью закрепленных на его свободном конце грузов и демпфируют колебания этих грузов, отличаю щий- с я тем, что, с целью повышения точности при несимметричных колебаниях нагрузки с момента появления трещины в образце и до разрушения последнего, демпфирование осуществляют

Фиг. Z

/fr

ФигЗ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к усталостным испытаниям при круговом изгибе. Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения демпфирования несимметричных колебаний нагрузки с момента появления трещины в образце и до разрушения последнего. Появление несимметричных колебаний грузов 4, приводящих к появлению вибрационной составляющей нагрузки на образец 3, объясняется возникновением в последнем поверхностной усталостной трещины, что приводит к периодическому изменению изгибной жесткости образца 3 при его вращении. Эффективное гашение колебаний осуществляется введением в схему демпфера 6 с несимметричной характеристикой растяжения (сжатия), что достигнуто конструкцией самого демпфера 6. 3 ил.