Стенд для усталостных испытаний образцов на совместное осевое нагружение и изгиб Советский патент 1992 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для динамических испытаний образцов, например, лопастей с втулкой винта вертолета, на совместное осевое нагружение и изгиб.

Известен стенд для динамических комбинированных испытаний лопасти со втулкой винта вертолета, содержащее станину, установленное на ней приспособление для консольного закрепления образца, вибровозбудитель для нагружения образца циклической изгибающей нагрузкой и устройство для приложения к свободному концу образца растягивающей нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стенд для усталостных испытаний лонжеронов лопастей несущего винта вертолета, включающий шарнирные узлы консольной установки образца, гидроцилиндр воспроизведения осевой растягивающей силы, подсоединенной к образцу через качалку и систему тросов, и вибровозбудитель.

Недостатком его является то, что в результате жесткого закрепления образца в шарнирном узле его консольной установки с помощью Т-образного захвата, жестко соединенного с образцом через прокладки, происходит преждевременное разрушение образца в месте его крепления.

Цель изобретения - расширение зоны захвата образца в месте его консольного закрепления для предотвращения его преждевременного разрушения и в конечном

СП 00

4

00

счете приближения условий испытаний образца к условиям эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в стенде для усталостных испытаний образцов на совместное осевое нагружение и изгиб, содержащем станину, шарнирно установленное на станине приспособление для консольного крепления образца, включающее корпус с отверстиями и стержневые крепежные элементы, устройство для осе- чого нэгружения образца, предназначенное для взаимодействия со свободным концом образца, приспособление для со- чдания изгибной нагрузки и узел для фикса- ции положения образца, две противоположные стенки отверстия корпуса наклонены к его оси под одинаковым углом, а приспособление для консольного крепления образца имеет два вкладыша, одна из поверхностей каждого из которых на- клонена к оси отверстия корпуса и предназначена для взаимодействия с соответствующей его наклонной стенкой, а другая предназначена для взаимодействия с наружной поверхностью концевого участка образца, закрепленные на соответствующих вкладышах две пластины с отверстиями, в которых размещены соответствующие стержневые элементы, и две накладки с упругими прокладками, предназначенные для взаимодействия с внешней поверхностью образца, а стержневые крепежные элементы предназначены для прижима соответствующих накладок к участку образца. смежному с концевым.

На фиг.1 изображен общий вид стенда; на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.А - разрез В-В на фиг.З; на фиг 5 - разрез Г-Г на фиг.З.

Стенд для усталостных испытаний образцов на совместное осевое нагружение и изгиб содержи г станину 1 с приспособлением для консольного крепления образца, включающим кронштейн 2, жестко прикрепленный к станине,и корпус 3 приспособления, установленный в кронштейне 2 на шарнирах 4 (фиг.1 и 2).

Приспособление для крепления свободного конца образца 5 к устройству осевого нагружения образца выполнено аналогично и включает установленный на шарнирах 4 корпус 3 (на фиг,1 не показан). Устройство для осевого нагружения образца включает систему роликов 6 и 7, охваченных тросами 8, и рычаг 9, одно плечо которого связано с роликом 7, а второе со штоком гидроцилиндра 10, корпус которого закреплен на станине. В средней части рычаг 9 шарнирно закреплен на станине. На роликах б установлено приспособление для создания изгибной нагрузки с вибровозбудителем 11 (привод к нему не показан). Установка корпуса 3 на двух шарнирах 4 позволяет ему поворачиваться в плоскости действия зна- копеременной силы вибровозбудителя 11.

В средней части корпуса 3 (фиг.3,4,5) выполнено отверстие, две противоположные стенки а которого параллельны, а две другие противоположные стенки b отвер- 0 стия наклонены к его оси под одинаковым углом для установки в отверстии двух вкладышей 12 приспособления для консольного крепления образца. Одна из поверхностей каждого вкладыша наклонена к оси отвер- 5 стия корпуса 3 и взаимодействует с его наклонной стенкой Ь, а другая с имеет насечку и взаимодействует с наружной поверхностью концевого участка образца 5. Вкладыши 12 имеют консольные пластины с 0 отверстиями для установки прижимных стержневых элементов 13, предназначенных для прижима накладок 14 с упругими фторопластовыми прокладками 15, которые установлены на внешнюю поверхность об- 5 разца на участке, смежном с концевым.

Во внутреннюю полость образца установлены бужи 16, раздвигаемые клином 17, предотвращающие деформацию образца под действием сил, создаваемых вкладыша- 0 ми 12.

Стенд работает следующим образом. Образец 5 устанавливается в отверстии приспособления для консольного крепления между вкладышами 12. Гидродемпфе- 5 ром 10 в цепи нагружения создаётся необходимой величины осевая сила. При этом вкладыш 12 начинает передвигаться по наклонной стенке в отверстия корпуса 3 и насечкой на своей поверхности врезается 0 в испытываемый образец 5. Между консольными пластинами вкладышей 12 и образцом 5 устанавливаются накладки 14 и упругая фторопластовая прокладка 15, и весь пакет сжимается прижимными стержневыми эле- 5 ментами 13, затягиваемыми тарированным моментом.

При создании знакопеременной силы вибровозбудителем 11 образец 5 начинает поворачиваться в шарнирах 4. При этом воз- 0 никают силы от момента трения в опорах и инерционные нагрузки от корпуса 3, кото рые будут передаваться на образец через консольные пластины вкладышей 12. элементы 13 и накладки 14. Величина этих на- 5 грузок будет меньше тех, которые бы действовали на образец в случае отсутствия дополнительной консольной опоры у вкла дыша 12 на участке, смежном с концевым за счет увеличения расстояния между точками приложения. Кроме того, сила, действую

щая на накладки, передается на участок образца 5. не поврежденный насечкой вкладыша 12.

Стенд позволяет имитировать нагруже- ние образца, приближенное к условиям эксплуатации и исключает поломку образца в месте закрепления.

Формула изобретения Стенд для усталостных испытаний образцов на совместное осевое нагружение и изгиб, содержащий станину, шарнирно установленное на станине приспособление для консольного крепления образца, включающее корпус с отверстием и стержневые крепежные элементы, устройство для осевого нагружения образца, предназначенное для взаимодействия со свободным концом образца, приспособление для создания изгибной нагрузки и узел для фиксации положений образцов, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытаний образца к условиям эксплуатации авиационных конструкций при последовательном

0

5

0

5

нагружении осевой и изгибной нагрузками путем обеспечения варьирования площади захвата при разных нагрузках, две противоположные стенки отверстия корпуса наклонены к его оси под одинаковым углом, а приспособление для консольного крепления образца имеет два вкладыша, одна из поверхностей каждого из которых наклонена к оси отверстия корпуса и предназначена для взаимодействия с соответствующей наклонной стенкой, а другая предназначена для взаимодействия с наружной поверхностью концевого участка образца, закрепленные на соответствующих вкладышах две пластины с отверстиями, в которых размещены соответствующие стержневые крепежные элементы, и две накладки с упругими прокладками, предназначенными для взаимодействия с внешней поверхностью образца, а стержневые крепежные элементы предназначены для прижима соответствующих накладок к участку образца, смежному с концевым.

Стенд для усталостных испытаний образцов на совместное осевое нагружение и изгиб. Цель изобретения -- приближение условий испытаний образца к условиям эксплуатации авиационных конструкций при последовательном нагружении осевой и из- гибной нагрузками путем обеспечения варьирования площади захвата при разных нагрузках. Приспособление для консольного крепления образца на станине имеет шарнирно установленный корпус с отверстием, две стенки которого наклонены под одним углом к его оси. В отверстии установлены два вкладыша с ответными наклонными поверхностями. Другая поверхность каждого вкладыша имеет насечку и предназначена для взаимодействия с наружной поверхностью концевого участка образца. Вкладыш имеет пластину, которая через накладки и упругие прокладки взаимодействует с внешней поверхностью образца на участке, смежном с концевым, с помощью прижимных стержневых элементов, размещенных в отверстиях пластин.4 ил. (/

J L

.:з:пЈш

фиг. 1

ВидА

Фиг. 2

zt

тег

Ј гпф

J

/////////////////7.

шш.

ШШШ ГГ

III

$$

тег

/

ff

881789/. I

Фиг. 5