Устройство для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб Советский патент 1992 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб при сложном цикле нагружения.

Известна установка для испытания образцов повторными ударами, содержащая основание, закрепленную на нем ось, привод и образец с захватом.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является установка для усталостных испытаний на изгиб, содержащая основание, установленную на основании с возможностью поворота платформу, установленный радиально на последней захват образца, нагружатель с бойком, предназначенным два взаимодействия с образцом, привод вращения, на валу которого закреплен нагружатель, и связанный с основанием механизм возврата платформы в исходное положение.

Недостатком указанных устройств является невозможность создания сложного цикла нагружения при ударном циклическом изгибе образцов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний не только при простом цикле нагружения, но и при сложном цикле.

Положительный эффект изобретения состоит в том, что устройство обеспечивает проведение усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб как при простом цикле нагружения, так и при сложном цикле.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленными на основании упором и закрепленным посредством оси блоком, охватывающей блок гибкой тягой, один конец которой связан с платформой, группой грузов, последовательно связанных между собой, и по крайней мере одним дополнительным бойком, платформа установлена с возможностью периодического взаимодействия с упором, а механизм возврата платформы в исходное положение включает связанную с другим концом гибкой тяги группу грузов, бойки

нагружателя и захват образца на платформе установлены с возможностью регулирования радиусов их вращения относительно оси вала и оси поворота платформы.

На чертеже изображена схема устройства, вид спереди.

Устройство для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб содержит основание 1, на котором посредст0 вом оси 2 закреплен нагружатель 3 с приводом его вращения (не показан). В нагружатель 3 с противоположных сторон ввинчиваются бойки 4 на заданную глубину и стопорятся гайками 5. На основании 1

5 посредством оси б закреплена платформа 7 с возможностью ее поворота относительно оси 6 и периодического контактирования с упором 8, установленным на основании. На платформе 7 выполнена площадка 9 контак0 та с упором 8. В платформу 7 ввинчивается на заданную глубину захват 10 с образцом 11 и стопорится гайкой 12. На свободной головке образца 11 выполнен срез для создания плоскости, по которой скользит боек

5 4 при вращении нагружателя 3. Платформа 7 соединена гибкой тягой 13, охватывающей блок 14, закрепленный на основании 1 посредством оси 15, через регулировочную гайку 1 б с соединенными между собой смен0 ными грузами 17. На нижнем и среднем грузах установлены втулки 18, предназначенные для установки необходимого рассто- яния между торцом втулки и расположенным над ней грузом. Нижний груз 17 соединен стержнем 19, проходящим через остальные грузы, с регулировочной гайкой 16. Для центровки грузов 17 служат стержни 19.

Устройство работает следующим обра0 зом.

Устанавливают образец 11 в захват 10. Вращают бойки 4 и устанавливают радиусы их вращения относительно оси 2. соответствующие заданной линейной скорости бой5 ков 4, и соответственно этому вращают захват 10 настолько, чтобы расстояние В В а + b + с (расстояние ВВ есть перемеще- ние точки В при отклонении платформы 7

вместе с образцом 11 на максимальный угол). Вращением гайки 16 оставляют тягу 13 не нагруженной, но так, чтобы платформа 7 слегка касалась упора 8, а нижний груз 17 располагался на основании 1.

Включают привод, который вращает на- гружатель 3 с бойками А. Боек 4 воздействует на свободную головку образца 11 и отклоняет его (отклоненная головка образца и боек показаны пунктиром), вызывая при этом поворот платформы 7 относительно оси 6. При повороте платформы 7 связанная с ней тяга 13 через гайку 16 и стержень 19 мгновенно отрывает нижний груз 17 от основания 1. В момент отрыва от основания нижнего груза 17 образец 11 подвергается ударному изгибу. После того, как нижний груз 17 наберет максимальную скорость движения, напряжение в образце 11 уменьшится с максимальной величины до значения, определяемого статическим действием нижнего груза 17, и будет оставаться таким, пока нижняя втулка 18 не коснется среднего груза 17. В этот момент происходит отрыв среднего груза 17 от основания и его движения вместе с нижним грузом, и процесс нарастания напряжений в образце 11 повторится. То же самое повторится и при отрыве верхнего груза 17 от основания него движения вместе со средним и нижним грузами, после чего боек 4 выходит из контакта с головкой образца 11 и образец разгружается со срывом нагрузки. Таким образом, образец 11 подвергается действию ударного изгиба по сложному циклу нагружения. После выхода образца 11 из контакта с бойком 4 образец с грузами возвращается в исходное положение. Благодаря значительной площади 9 касания платформы 7 с упором 8 и площади опирания грузов 17 на основание отскоки платформы 7 и грузов 17 от основания прекратятся к моменту подхода к образцу следующего бойка. При действии следующего бойка на образец процесс нагружения образца повторится.

Скорость движения бойков 4 и величины грузов 17 и их количество устанавливают согласно программе испытания образцов.

Таким образом, испытываются образцы 0 на ударную усталостную прочность при сложном цикле нагружения с различным количеством нарастающих пиков в цикле.

По сравнению с известным на предлага- 5 емом устройстве можно испытывать образцы на ударную усталостную прочность при сложном цикле нагружения. Устройство просто в изготовлении и в обслуживании, не требует больших затрат на его изготовление.

Формула изобретения 1. Устройство для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб, 5 содержащее основание, установленную на основании с возможностью поворота платформу, установленный радиально на последней захват образца, нагружатель с бойком, предназначенным для взаимодей0 ствия с образцом, привод вращения, на валу которого закреплен нагружатель, и связанный с основанием механизм возврата платформы в исходное положение, отличающееся тем, что. с целью расширения

5 функциональных возможностей путем обеспечения испытаний не только при простом цикле нагружения, но и при сложном цикле, оно снабжено установленными на основании упором и закрепленным посредством

0 оси блоком, охватывающей блок гибкой тягой, один конец которой связан с платформой, группой грузов, последовательно связанных между собой, и по крайней мере одним дополнительным бойком, платформа

5 установлена с возможностью периодического взаимодействия с упором, а механизм возврата платформы в исходное положение включает связанную с другим концом гибкой тяги группу грузов.

5

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что бойки нагружателя и захват образца на платформе установлены с возможностью регулирования радиусов их вра0 щения относительно соответственно оси вала и оси поворота платформы.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб при сложном цикле нагружения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем