Установка для испытания образцов на одноосное растяжение Советский патент 1991 года по МПК G01N3/38 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов при растяжении с помощью электромагнитных средств, а именно к установкам для испытания образцов при циклическом воздействии нагрузки.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения испытаний не только при синусоидальных, но и при прямоугольных и пилообразных импульсах нагрузки как упругих, так и пластичных образцов.

На фиг. 1 изображена схема установки, общий вид; на фиг. 2 - циклограмма напряжений, подаваемых на электромагнитный привод и электромагнитные фиксаторы при движении штока вверх; на фиг. 3 - циклограмма напряжений, подаваемых на электромагнитные привод и фиксаторы при движении штока вниз; на фиг. 4 - режимы работы установки.

Установка для испытания образцов на одноосное растяжение состоит из станины 1 и установленных на ней активного захвата 2, пассивного захвата 3 образца 4, электромагнитного привода, выполненного в виде якоря 5, катушки 6, охватывающей якорь 5, и штока 7, соосного якорю 5 и проходящего через отверстие в якоре и отверстие в основании 8 катушки 6. Один из концов штока 7 связан с активным захватом 2. На якоре 5 закреплен электромагнитный фиксатор 9 положения штока 7. На основании 8 катушки 6 закреплен второй электромагнитный фиксатор 10 положения штока 7. На катушке 6 закреплен также упор 11, предназначенный для взаимодействия с торцом якоря 5, обращенным к активному захвату 2. Якорь 5 подпружинен к упору 11 пружиной 12, упирающейся в основание 8 катушки 6.

Установка работает следующим образом.

Фиксаторы 9 и 10 тормозят шток 7 относительно якоря 5 и катушки б соответственно при отсутствии на них напряжения. При отсутствии напряжения Ut на катушке 6

электромагнитного привода и расторможенном электромагнитными фиксаторами 9 и 10 штоке 7 (при подаче на фиксаторы напряжений Us и U2 соответственно) якорь 5 под действием пружины 12 прижат к упору

11. Для задания статической составляющей нагрузки на образец 4 при закрепленном фиксатором 9 на штоке 7 якоре 5 (напряжение Кз на фиксаторе 9 отсутствует) подают напряжение U2 на фиксатор 10, растормаживая шток 7 относительно катушки б, а затем подают напряжение Ui на катушку 6. Якорь 5, втягиваясь в катушку 6, через шток 7 передает растягивающую нагрузку на пластичный образец 4, который деформируется

на величину, равную зазору А. При этом фланец якоря 5 упирается в катушку 6. Отключают напряжение Da, тормозя фиксатором 10 шток 7 относительно катушки б, а затем подают напряжение Оз на фиксатор 9,

освобождая якорь 5 на штоке 7, который под действием пружины 12 возвращается в исходное положение - поджимается к упору 11. Затем процесс повторяется,

Напряжения на фиксаторы 9 и 10 и катушку б при растяжении образца подаются согласно циклограмме, показанной на фиг. 2. При этом шток 7 движется вверх шагами, равными зазору А. Когда достигается заданный уровень нагрузки или деформации образца 4 при закрепленном на штоке 7 якоре 5(), подают напряжение U2 на фиксатор 10, растормаживая шток 7 относительно катушки 6, циклически подают напряжение Ui

на катушку б.,производя циклическое нагру- жение образца. При подаче напряжений на фиксаторы 9 и 10 и катушку б согласно циклограмме, показанной на фиг. 3, шток шагами, равными зазору А, перемещается вниз, разгружая образец. Кроме циклического на- гружения образца синусоидальной нагрузкой относительно некоторого среднего уровня, устройство позволяет нагружать образец, например, прямоугольными или пилообразными импульсами согласно ре; жимам, показанным на фиг. 4, где представлены следующие режимы: I - выход на заданный уровень деформации последовательностью шагов вверх. Н - циклическое нагружение образца периодическим чередованием шагов вверх и вниз; HI - циклическое нагружение образца периодическим чередованием шагов вниз и вверх. IV - нагружение образца периодической последовательностью шагов штока вверх, вниз, вниз, вверх; V - коррекция статической составляющей деформации из-за ползучести образца при изменении деформации на величину, превышающую половину шага.

Установка позволяет исследовать образцы, развивающие большие деформации

при растяжении, например образцы полимерных материалов.

формула и зобретени я

Установка для испытания образцов

на одноосное растяжение, содержащая станину и установленные на ней активный и пассивный захваты образца и электромагнитный привод, выполненный в виде

якоря, катушки, охватывающей якорь, и штока, один конец которого связан с якорем, а другой - с активным захватом, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможнотей за счет обеспечения испытаний не только при синусоидальных, но и при прямоугольных и пилообразных импульсах нагрузки как упругих, так и пластичных образцов, она снабжена двумя электромагнитными фиксаторами

положения штока и упором, закрепленным на катушке и предназначенным для взаимодействия с обращенным к активному захвату торцом якоря, один из фиксаторов закреплен на якоре, другой - на катушке, а

якорь подпружинен к упору.

Изобретение относится к установкам для исследования образцов при циклическом воздействии нагрузки и позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения испытаний не только при синусоидальных, но и при прямоугольных и пилообразных импульсах нагрузки как упругих, так и пластичных образцов. На станине 1 установлены электромагнитный привод, выполненный в виде катушки 6, якоря 5 и штока 7, связанного с активным захватом 2 для одного из концов образца 4, пассивный захват 3 для другого конца образца и два электромагнитных фиксатора 9 и 10 положе

фиг. 2

Средний уровень 1 деформации

фиг.З

время