Устройство для испытания образцов на прочность при изгибе с кручением Советский патент 1991 года по МПК G01N3/20 G01N3/22 

Фиг.1

Изобретение относится к испытанию материалов и может быть использовано для оценки из усталостной прочности при изгибе с кручением,

Цель изобретения - повышение точно- сти и расширение диапазона прикладываемых крутящих усилий.

На фиг.1 дано устройство, общий вид; на фиг.2 и 3 - разрезы А-А и Б-Б по фиг.1 с двумя вариантами расположения нагружа- ющего стержня относительно передающих нагрузку элементов соответственно; на фиг,4 и 5 - нагружающий стержень в двух вариантах взаимного расположения крайних участков соответственно,

Устройство включает передающие элементы в виде двух предназначенных для жесткого закрепления на захватных частях испытуемого образца 2 плоских незамкнутых колец, длина каждого из которых боль- tue полуокружности.

Передающие элементы 1 установлены оппозитно один другому, т.е. развернуты один относительно другого на 180° в плоскостях, перпендикулярных оси образца 2, а линия, проходящая через центры внутренних поверхностей передающих элементов 1, параллельна оси образца 2. Устройство включает также нагружающий стержень 3, взаимодействующие с кольцами участки 4 которого имеют треугольный профиль и возможность независимого поворота относительно среднего участка прямоугольного сечения, и шарнирные опоры 5 для закрепления торцов образца 2, установленные на одинаковых расстояниях от передающих элементов 1.

Устройство работает следующим образом.

Образец 2 с жестко закрепленными на нем передающими элементами 1 устанавливают в опорах 5, не препятствующих повороту и изгибу образца 2.

Нагружающий стержень 3 размещают внутри передающих элементов 1 так, чтобы два смежных ребра крайних его участков 4 касались внутренней поверхности передающих элементов производят нагружение путем возвратно-поступательного циклического движения элемента 3, при котором ребра крайних участков 4 попеременно воздействуют на соответствующие зоны внутренних поверхностей передающих элементов 1, вызывая при проскальзывании по этим поверхностям циклический изгиб и закручивание рабочей части б образца 2. Конструкция предлагаемого устройства позволяет обеспечить два варианта нагружения рабочей части б испытуемого образца 2 - знакопеременным изгибом и знакопостолн

ным кручением (фиг .2) и знакопеременными изгибом и кручением (фиг.З).

Во втором случае контакт нагружающего элемента 3 с внутренними поверхностями передающих элементов 1 осуществляется наиболее удаленными одно от другого ребрами крайних участков 4, а в первом случае - ближайшими одно к другому ребрами.

В испытаниях одного и того же образца 2 могут быть использованы оба вида нагру- жения. Это достигается поворотом в разные стороны на 90° крайних частей 4 нагружающего стержня 3 относительно его среднего участка после нагружения образца 2 определенным заданным числом циклов или после каждого цикла. После поворота части 4 и 3 жестко скрепляют друг с другом. Испытания образца 2 проводят до ei о усталостного разрушения по рабочей части б Включение в состав устройства двух шарнирных опор 5 повышает точность испытаний, поскольку позволяет зафиксировать положение образца 2 относительно нагружающего стержня 3 и исключить тем самым погрешности, связанные с деформированием образца в процессе нагружения. Выполнение передающих элементов 1 в виде незамкнутых колец, имеющих длину, большую полуокружности, и диаметр, равный диаметру гипотенузы сечением части4 стержня 3, нагружающего стержня 3 с оппозит- ными один другому крайними участками 4, имеющими профиль прямоугольного треугольника, обеспечивает возможность нагружения рабочей части 6 образца 2 не только знакопеременным, но и знакопостоянным кручением Имея набор нагружающих элементов 3 с различными размерами поперечного сечения крайних участков 4, при использовании одних и тех же передающих элементов 1 можно нагружать испытуемые образцы 2 различными сочетаниями усилий изгиба и кручения.

Соотношение между указанными усилиями можно менять также изменением положения передающих элементов 1 относительно опор 5 и рабочей части б образца 2.

Таким образом использование.предла- гаемого устройства обеспечивает повышение точности определения усталостной прочности материалов и элементов оборудования при кручении с изгибом и расширяет диапазон испытаний.

Формула изобретения Устройство для испытания образцов на прочность при изгибе с кручением, включающее передающие нагрузку элементы в вида двух, предназначенных для жесткого закрепления на образце плоских незамкнутых колец, установленных оппозитио друг другу, и взаимодействующий внутренней поверхностью колец нагружающий стержень, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона прикладываемых крутящих усилий, устройство снабжено шарнирными опорами для закрепления образца по торцам, нагружающий стержень выполнен из двух взаимодействующих с кольцами частей и соединяющей ихлредней часта, взаимодействующие с кольцами части стержня имеют в сечении форму прямоугольного треугольника и установлены оппозитно одна другой с возможностью независимого поворота относительно средней части, а диаметр внутренней поверхности колец равен гипотенузе треугольников.

Изобретение касается испытания материалов и может быть использовано для оценки их усталостной прочности при изгибе с кручением. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона испытаний. Устройство для испытания образцов на прочность при изгибе с кручением включает передающие элементы 1 в виде двух предназначенных для жесткого закрепления на соответствующих частях образца плоских незамкнутых колец, установленных оппозитно друг другу, и взаимодействующий с ними нагружающий элемент в виде стержня 3. Новым в устройстве является то, что оно содержит шарнирные опоры 5 для закрепления торцов образца, крайние участки нагружающего элемента имеют в сечении форму прямоугольного треугольника и закреплены на среднем участке оппозитно друг другу с возможностью независимого по ворота, а диаметр полуколец равен гипотенузе треугольников. 5 ил. Ј

А-А(б-Б)

0US.2

Фиг. 4

Фиг.З

Физ.5