Устройство для испытания образцов материалов на чистый изгиб Советский патент 1992 года по МПК G01N3/20 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания образцов материалов на чистый изгиб.

Известно устройство для воспроизведения чистого изгиба балки для исследования метрологических характеристик тензорези- сторов, содержащее захваты, механизм нагружения массой грузов, рычаг и станину.

Недостатком известного устройства является возникновение на изгибаемой балке осевой силы и дополнительного изгибающего момента, в результате чего возникает неравномерность деформаций с

относительной погрешностью порядка ±0,75%, что не удовлетворяет современным требованиям к точности градуировки тензо- резисторов. Кроме того, вертикальное расположение изгибаемой балки затрудняет проверку равномерности деформации ее поверхности с помощью контрольных приборов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для испытания образцов материалов на чистый изгиб, содержащее станину, установленный на ней неподвижный захват, механизм нагружения

Os

CJ

1 о

и подвижный захват образца, выполненный в виде барабана, связанного с механизмом нагружения. Механизм нагружения выполнен в виде установленного на станине диска, связанного с подвижным захватом гибкими тягами, блоков для выравнивания усилий в гибких тягах, роликов для изменения направления движения одной из тяг, двух рычагов с опорами для выравнивающих блоков на концах и жесткой тяги, которая связывает эти рычаги.

Недостатком этого устройства является невозможность воспроизведения знакопеременного изгиба. Кроме того, соединение рычагов выравнивающих блоков жесткой тягой с помощью шарниров, находящихся на равных расстояниях от осей вращения этих рычагов приводит к равенству моментов сил, действующих на выравнивающие блоки относительно упомянутых осей вращения. Следовательно, силы натяжения тяг будут только тогда равны, когда их равнодействующие, приложенные к осям вращения блоков, будут иметь одинаковые направления. Выполнение этого условия вызывает технические трудности при практической реализации рассматриваемой схемы.

Цель изобретения - повышение точности испытания путем исключения влияния дополнительных сил и моментов на образец в процессе нагружения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем станину, установленное на нем средство нагружения, выполненное в виде двух шарнирно закрепленных рычагов и поворотного привода и захваты для крепления образца согласно предлагаемому изобретению, оно снабжено двумя противовесами и двумя дополнительными рычагами, каждый из которых установлен параллельно соответствующему основному рычагу, все рычаги выполнены двуплечими и одна пара параллельных рычагов установлена перпендикулярно другой паре параллельных рычагов, одни концы каждой пары рычагов шарнирно связаны с соответствующим захватом, а другие концы каждой пары рычагов шарнирно связаны с соответствующим противовесом, а привод кинематически связан с одной парой рычагов.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит захваты 1 и 2, в которых закрепляется испытуемый образец 3. Захват 1 с помощью рычагов 4, 5 шарнирно соединен с противовесом 6, а рычаги 4, 5 имеют возможность поворота вокруг опор, расположенных на станине 7.

Захват 2 шарнирно соединен рычагами 8, 9 противовесом 10, причем рычаги 8,9 имеют возможность поворота вокруг опор станины 7. Когда рычаги 4, 5 и рычаги 8, 9 находятся

в среднем положении, то одна пара рычагов перпендикулярна другой. Имеются винты 11,12, которые осуществляют поворот рычага 13 по часовой стрелке или против нее. Устройство работает следующим образом.

При необходимости изогнуть образец так, чтобы на поверхности а была деформация растяжения, а на поверхности в была деформация сжатия, рычаг 13 поворачивают по часовой стрелке. Поворот производится винтом 11 при отодвинутом винте 12. Происходящий при этом соответствующий поворот захвата 2 нагружает образец изгибающим моментом. При изгибе образца меняется расстояние между захватами 1 и 2. Это изменение состоит из горизонтальной и вертикальной составляющих. Ввиду того, что горизонтальная составляющая вызывает свободное перемещение захвата 1, а вертикальная составляющая вызывает свободное перемещение захвата 2. то дополнительных нагрузок на испытуемом образце не возникает. Иначе говоря, в местах закрепления образца отсутствуют продольные и поперечные силы. Следовательно, образец будет нагружаться только чистым изгибом.

Повороты рычага 13 можно производить не вручную, а используя какой-либо

механизм, получающий движение от двигателя.

Использование предлагаемого устройства позволяет по сравнению с существующими устранить дополнительные силы и

моменты, возникающие в процессе изгиба образцов и полностью избежать влияния погрешности изготовления механизма нагружения, что приводит к воспроизведению чистого знакопеременного изгиба с высокой точностью.

Формула изобретения Устройство для испытания образцов материалов на чистый изгиб, содержащее станину, установленное на ней средство

нагружения, выполненное в виде двух шарнирно закрепленных рычагов и поворотного привода, и захваты для крепления образца, отличающееся тем, что, с целью повышения точности испытания путем исключения влияния дополнительных сил и моментов на образец в процессе нагружения, устройство снабжено двумя противовесами и двумя дополнительными рычагами, каж- дый из которых установлен параллельно соответствующему основному рычагу, все рычаги выполнены двуплечими и одна пара параллельных рычагов установлена перпендикулярно к другой паре параллельных рычагов, одни концы каждой пары рычагов

шарнирно связаны с соответствующим захватом, другие концы каждой пары рычагов шарнирно связаны с соответствующим противовесом, а привод кинематически связан с одной парой рычагов.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания образцов материалов на чистый изгиб.-Цель изобретения - повышение точности испытания. Устройство содержит станину 7, шарнирно закрепленное на ней средство нагружения, выполненное в виде двух параллельных двуплечих рычагов 4 и 5 с шарнирно закрепленным на их концах захватом 1. На станине 7 шарнирно закреплены рычаги 8 и 9, на концах которых шарнирно закреплен захват 2. Пара параллельных рычагов 4 и 5 перпендикулярна паре параллельных рычагов 8 и 9. На других концах каждой пары рычагов шарнирно закреплены соответствующие противовесы 6 и 10. С парой рычагов 8 и 9 при помощи рычага 13 кинематически связан привод поворота рычагов, выполненный в виде винтов 11 и 12. При повороте рычагов одним из винтов 11 или 12 поворачивается захват 2, который изгибает образец 3. Т.к. захваты 1 и 2 свободно перемещаются во взаимно перпендикулярных направлениях, то расстояние между захватами 1 и 2 при нагруже- нии образца 3 изменяется, что исключает возникновение продольных и поперечных сил и влияние дополнительных сил и моментов на образец 3 в процессе нагружения, что повышает точность испытания. 1 ил.