Устройство для усталостных испытаний полых образцов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/36 

Изобретение относится к устройствам для испытания на усталость преимущественно полых трубчатых моделей, работающих в условиях сложного напряженного состояния, возникающего при продольных вибрациях звуковой частоты с гидроподнаг- рузкой, в том числе агрессивными средами (включая кавитирующие).

Известно устройство для испытания полых образцов на усталость, включающее концентратор колебаний с головкой для соединения с образцом, имеющий центральный канал для подвода жидкости в полость образца, а также трубопровод, соединенный с каналом посредством штуцера,

Устройство принципиально решает задачу испытания агрессивных жидкостей, но

при этом требуется частая замена дорогостоящего концентратора, взаимодействующего с агрессивной жидкостью для гидроподнагрузки. Кроме того, указанное устройство функционально не обеспечивает испытаний в проточном режиме под давлением, что не позволяет его акустическая система.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для усталостных испытаний, включающее три соосных концентратору согласующих элемента, выполненные в виде тел вращения с монотонно уменьшающимися площадями поперечных сечений. Элементы установлены последовательно, причем первый из них крепится на концентраторе, а второй,

Ј О

т-Л

Ь.

занный с ним, сообщен с системой подачи жидкости с помощью канала и предназначен для закрепления нижнего торца образца.

Однако такое устройство функционально непригодно для испытаний с гидропод- нагрузкой проточным жидким рабочим телом, его изготовление трудоемко и требует высокой квалификации для проведения акустической юстировки.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и по- вышение точности эксперимента с эффектом значительного понижения потерь акустической мощности на низкодобротных материалах.

Поставленная цель достигается за счет дополнительно выполненных в согласующих элементах симметричных дренажных отверстий, в которые вводятся резонансные отрезки нагнетающего и отводящего трубопроводов, сообщающихся с дополнительно вводным коллектором, соединенным с нагнетающим и отводящим трубопроводами, выполненным в виде стержня сложной формы, по продольной оси которого укладывается нечетное число полуволн на частоте первого продольного резонанса концентратора. Коллектор выполнен трехполуволно- вым в виде монолитно соединенных большими основаниями катеноидальными концентраторами, В меньшие основания оппозитно вводятся ветви трубопровода, связанные системой каналов, причем устройство снабжено соединенными со сливом дросселем и соединенным с нагнетающей ветвью блокирующим краном, связанным каналами с трубопроводом.

В предлагаемом устройстве активно используются акустические свойства ветвей металлических трубопроводов, образующая замкнутая акустическая цепочка исключает использование традиционных функциональных ориентированных на акустическое разделение согласующих элементов. При этом подача жидкости конструкционно выводится из колебательного контура нагру- жения образца, эту функцию выполняет коллектор, активно замыкающий акустическую цепочку.

На чертеже изображена акустическая система в сборе (параллельно каждому ее элементу выполнены приближенные эпюры колебательных перемещений).

Задающий концентратор, который передает колебания на согласующий элемент (СЭ) 2, герметично акустически плотно связанный с трубопроводом 3 высокого давления, подающим рабочую жидкость в канал 4, переходящий в полость 5 трубчатого образца 6, жестко соединенного как с СЭ2,так и с СЭ 7, выполняющими роль захватов.

Величина их акустического колебательного смещения проиллюстрирована кривой ABC. Форма СЭ 2 и СЭ 7 зеркально симметрична. При этом СЭ 7 посредством трубопровода герметично и акустически плотно взаимодействует со штуцером 9, входящим в коллектор 10, выполненный в виде монолитно связанных большими основаниями полуволнового 11 и двухполуволноеого 12 стержней, т.е. составленный из катеноидальных

концентраторов (они же 11 и 12). При этом внутренние каналы 13 и 14 могут при включенном насосе 15 либо соединяться трехходовым краном 16 с отсечкой каналов 17 и 18 и дросселя 19, либо разделяться.

Формула изобретения

1.Устройство для усталостных испытаний полых образцов, содержащее концентратор, соосные согласующие элементы, выполненные в виде тел вращения с монотонно уменьшающимися площадями поперечных сечений и установленные последовательно, первый из которых закреплен на концентраторе, а второй сообщен с системой подачи жидкости с помощью канала и предназначен для закрепления на торце образца, отличающееся тем, что, с целью расширения

функциональных возможностей и повышения точности эксперимента, в согласующих элементах дополнительно выполнены симметричные дренажные отверстия, в которые вводятся резонансные отрезки нагнетающего и отводящего трубопроводов, устройство снабжено коллектором, соединенным с нагнетающим и отводящим трубопроводами и выполненным в виде стержня сложной формы, по продольной оси которого укладывается нечетное число полуволн на частоте первого продольного резонанса концентратора.

2,Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что коллектор выполнен в виде

монолитно соединенных большими основаниями трехполуволновых катеноидальных концентраторов, в меньшие основания которых введены оппозитно ветви трубопровода, связанные системой каналов, а

устройство снабжено соединенным со сливом дросселем и соединенным с нагнетающей ветвью блокирующим краном, связанными каналами с трубопроводом.

19

&

Изобретение предназначено для испытания полых трубчатых моделей в условиях сложного напряженного состояния, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности эксперимента, Нагружение создается жидким проточным под давлением рабочим телом при наложении знакопеременных продольных колебаний, преимущественно звуковой частоты. За счет введения дополнительной замкнутой колебательной системы в виде нагнетающего и отводящего трубопровода, ветви которого через сверления связывают полость образца с коллектором и гидронасосом, конструкция устройства упрощается. При этом оно получает новое качество - служит аналогичным усталостным испытанием, но в режиме движущейся жидкости, режим движения которой управляется регулируемым краном и дросселем 1 з.п ф-лы, 1 ил. сл С