Стенд для испытания конструкций на усталость Советский патент 1992 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытатель-- ной технике и может быть использовано для проведения испытаний на усталость машиностроительных конструкций.

Известен стенд для испытания агрегатов на выносливость, содержащий основание, силовозбудитель, посредством тросовой подвески и амортизаторов соединенный с ложементом, для размещения в нем испытуемого объекта и источник вибро- нэгрузок.

Недостатком стенда является то, что он не позволяет проводить испытания конструкций с нагруженном как чистым изгибающим моментом, так и осевой силой с изменением места ее приложения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является стенд для усталостных испытаний конструкций, содержащий основание, установленные на нем средства для закрепления испытуемой конструкции, и переходник, предназначенный для закрепления на испытуемой конструкции, силовозбудитель и устройство для передачи нагрузки, связывающее силовозбудитель с переходником.

Недостатком указанного стенда является то, что он не позволяет проводить испытания с нагруженном конструкции как

XI GO О СЛ О СО

изгибающим моментом, так и осевой силой с изменением места ее приложения в плоскости изгиба.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем проведения испытаний как на изгиб, так и на растяжение - сжатие с изменением места приложения нагрузки в плоскости изгиба.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде, содержащем основание, установленные на нем средства для закрепления объекта испытаний, переходник, предназначенный для закрепления на испытуемой конструкции, силовозбудитель и устройство для передачи нагрузки, предназначенное для связи силовозбудителя с переходником, последнее выполнено в виде стойки, шар- нирно связанной с основанием, шарнирно установленной на стойке трехплечей качалки, одно плечо которой связано силовозбу- дителем фиксатора, предназначенного для соединения качалки со стойкой, и расположенных перпендикулярно оси силовозбудителя параллельных тяг, каждая из которых состоит из двух связанных между собой посредством фиксатора частей, шарнирно соединенных соответственно с качалкой и переходником.

На чертеже представлен стенд, общий вид.

Стенд для испытаний конструкций на усталость содержит основание 1, установленные на нем средства 2 для закрепления испытуемой конструкции 3, силовозбудитель 4, установленный в шарнирных узлах 5. 6, переходник 7, предназначенный для закрепления на испытуемой конструкции 3 и устройство 8 для передачи нагрузки, предназначенное для связи силовозбудителя 4 с переходником 7.

Устройство 8 для передачи нагрузки выполнено в виде стойки 9, шарнирно связанной с основанием, шарнирно установленной на стойке 9 трехплечей качалки 10, одно плечо которой связано с си- ловозбудителем 4, фиксатора 11, предназначенного для соединения качалки 10 со стойкой 9, и параллельных друг другу тяг 12 - 14 с шарнирными соединениями, предназначенными для-соединения двух других плеч качалки 10 с переходником 7.

Каждая тяга выполнена в виде двух частей 15 и 16, связанных между собой посредством фиксатора 17 и шарнирно соединенных соответственно с качалкой 10 и с переходником 7. Тяга может быть выполнена, например, в виде цилиндра 15, шарнирно связанного с качалкой 10, установленного внутри цилиндра 15 поршня 16, шарнирно связанного с переходником 7, и фиксатора 17 для жесткого соединения цилиндра 15с поршнем 16. Соответствующие части тяг 12 - 14 соединяются фиксаторами 17-19 соответственно. Количество устанавливаемых тяг определяется задачами испытаний. Для нагружения конструкции 3 изгибом тяги 12 и 14 устанавливаются симметрично относительно продольной оси изделия. Для нагружения

0 конструкции осевой силой тягу 13 устанавливают по оси конструкции 3. Для изменения места приложения осевой силы могут устанавливаться дополнительные тяги.

Ось вращения качалки 10 относительно

5 стойки 9 расположена на продольной оси конструкции 3. Шарниры, связывающие стойку 9 с качалкой 10 и основанием 1, расположены на оси, перпендикулярной оси конструкции 3. Силовозбудитель 4 располо0 жен параллельно стойке 9.

Переходник 7 обезвешивается подвеской 20, включающей амортизатор, динамометр, домкрат и трос (показано условно). Заданные режимы нагружения задают5 ся по тензодинамометрам, установленным либо на штоке силовозбудителя 4, либо в тяги 12 - 14 (условно не показаны).

Устройство работает следующим образом.

0 Для проведения испытаний на изгиб включают фиксаторы 17, 19 и соединяют качалку 10 с переходником 7 тягами 12 и 14, выключают фиксатор 11 и разъединяют качалку 10 со стойкой 9. Включают силовозбу5 дитель 4, качалка 10 поворачивается относительно оси шарнирного соединения качалки 10 со стойкой 9 и посредством тяг 12 и 14 передает на конструкцию 3 изгибающую нагрузку. За счет поворот-а стойки 9

0 относительно оси шарнирного соединения стойки 9 с основанием 1 достигается равенство растягивающих и сжимающих усилий, действующих на конструкцию 3 в каждом полуцикле нагружения.

5 Для проведения испытаний с нагруже- нием конструкции 3 циклически изменяющейся осевой силой включают фиксатор 11 и соединяют качалку 10 со стойкой 9. Включают фиксаторы 17 и 19 и разъединяют тяги

0 12 и 14, включают фиксатор 18 и соединяют качалку 10 с переходником 7 тягой 13. При колебаниях силовозбудителя 4 качалка 10 поворачивается относительно оси шарнирного соединения стойки 9 с основанием 1 и

5 тяга 13 создает на конструкции 3 осевые нагрузки растяжения-сжатия.

Для проведения испытаний с изменением места приложения растягивающих и сжимающих усилий включают фиксатор 11 и соединяют качалку 10 со стойкой 9. Выключают фиксаторы 18, 19 и разъединяют тяги 13 и 14, выключают фиксатор 17 и соединяют качалку 10 с переходником 7 тягой 12. При колебаниях силовозбудителя 4 тяга 12 создает на конструкции 3 растягивающие и сжимающие нагрузки с внецентренным приложением силы.

Использование изобретения позволяет проводить на одном стенде статические и усталостные испытания конструкций с на- гружением как чистым изгибом, так и на растяжение-сжатие с изменением места приложения силы.

Формула изобретения Стенд для испытания конструкций на усталость, содержащий основание, установленные на нем средства для закрепления конструкции, переходник, предназначенный для закрепления на испытуемой конструкции, силовозбудитель и устройство для

А-А

передачи нагрузки, предназначенное для связи силовозбудителя с переходником, отличающийся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей путем проведения испытаний как на изгиб, так и на растяжение-сжатие с изменением места приложения нагрузки в плоскости изгиба, устройство для передачи нагрузки выполнено в виде стойки, шарнир- но связанной с основанием, шарнирно установленной на стойке трехплечей качалки, одно плечо которой связано с силовозбуди- телем, фиксатора, предназначенного для соединения качалки со стойкой, и расположенных перпендикулярно к оси силовозбудителя параллельных тяг, каждая из которых состоит из двух связанных между собой посредством фиксатора частей, шарнирно соединенных соответственно с качалкой и переходником.

Изобретение относится к испытатель ной технике и позволяет расширить функци- ональные возможности стенда путем проведения испытания как на изгиб, так и на растяжение - сжатие с изменением места приложения нагрузки в плоскости изгиба. Для этого устройство для передачи нагрузки выполнено в виде стойки 9, шарнирно связанной с основанием 1, шарнирно установленной на стойке трехплечей качалки 10. одно плечо которой связано с силовозбуди- телем 4, фиксатора 11, предназначенного для соединения качалки со стойкой 9, и параллельных тяг 12, 13, 14, предназначенных для соединения двух других плеч качалки с переходником 7. Каждая тяга состоит из двух связанных между собой посредством фиксатора 17 частей, шарнирно соединенных соответственно с качалкой 10 и с переходником 7. Для проведения испытаний на изгиб включают фиксаторы 17,19, выключают фиксаторы 11, 18 и задают колебания силовозбудителя 4. Для проведения испытаний на растяжение - сжатие осевой силой включают фиксаторы 11, 18, выключают фиксаторы 17,19 и создают колебания сило- возбудителя 4. Для проведения испытаний с изменением места приложения нагрузки в плоскости изгиба включают фиксаторы 11. 17, выключают фиксаторы 18, 19 и задают колебания силовозбудителя 4. 1 ил. СО с