Стенд для усталостных испытаний образцов на изгиб Советский патент 1993 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях элементов конструкций и образцов материалов Преимущественной областью применения изобретения являются усталостные испытания на изгиб партий образцов при сложных законах нагружения, а также испытания в автоматическом режиме без участия оператора или с его ограниченным доступом к объекту испытаний.

Известно устройство для программного циклического нагружения изделия при испытании на усталость, в котором посредством магнитных распределителей нагнетают или сбрасывают давление в гидроцилиндрах. Гидроцилиндры установлены соосно с противоположных сторон относительно испытуемого образца. С помощью гидроцилиндров синхронно возбуждают колебания, которые контролируют с помощью виброчастотных датчиков. Процесс испытаний осуществляется по заданной программе, в соответствии с которой в блоке управления вырабатываются сигналы управления магнитными распределителями. Такой стенд не позволяет получить высокую точность и повторяемость испытаний.

Наиболее близким к предлагаемому стенду является Установка для усталостиых испытаний на изгиб. В этой установке испытуемые образцы закрепляют на упругих удлинителях различной жесткости, ориентируя их радиально в плоскости диска (кольца). Диск с образцами установлен на валу. Плоскость диска ориентирована относительно неподвижной плиты под некоторым углом. В процессе вращения диска испытуемые образцы изгибаются, соударяясь с плитой с усилием, определяемым жесткостью соответствующего упругого удлинителя. А скорость вращения диска определяет частоту циклического нагружения образцов.

Недостатком такой установки является низка я/-точность воспроизведения заданного сигнала нагружения, которая определяется ударным способом нагружения образцов, а также невозможность формирования сигналов различной формы.

Цель изобретения - повышение точности и повторяемости результатов испытаний путем более точного нагружения при испытаниях партий образцов с разными законами нагружения и обеспечением заданных уровня и асимметрии циклов для каждой группы образцов.

Эта цель достигается следующим образом. Стенд, содержащий неподвижное основание, платформу с радиально расположенными на ней захватами образцов и привод платформы, имеющий соосный ей ваш,

дополнительно снабжен установленными на основании вместе с основной и соосно ей платформами, связанными с валом. На платформах, выполненных кольцевыми, дополнительно размещены радиально расположенные захваты. Через отверстия платформ, с зазором проходит вал, имеющий привод осевого перемещения. Связь вала с каждой платформой выполнена в виде установленных на плагформах цанговых фиксаторов с выступами на концах лепестков и приводом их перемещения. На поверхности вала, вдоль его оси, выполнены радиально расположенные группы пазов,

каждая из которых предназначена для периодического размещения выступов соответствующих штанг.

С этой же целью приводы перемещения лепестков цанг выполнены в виде гибких

тяг, охватывающих лепестки соответствующих цанг с образованием петли, и приспособлений для натяжения этих тяг.

На фиг,1 и 2 представлены технические рисунки, поясняющие конструкцию стенда

для усталостных испытаний на изгиб. На фиг.1 показана платформа, установленная на неподвижном основании 1 корпуса 2 стенда, представляющего собой, например, электродинамический вибратор. Платформа

имеет неподвижное 3, подвижное 4 Кольца и центрирующую балочку 5. На рисунке изображен один из испытуемых образцов 6, закрепленный на подвижном кольце 4 платформы с помощью балочки 7 с тензорезистивным датчиком 8 напряжения, стойки 9 и упругого шарнира 10. На испытуемом образце расположен фольговый датчик 11 наблюдения макротрещин. Подвижное кольцо 4 выполнено в виде фланца цанги фиксато

ра, на лепестках которой имеются выступы

13. При этом на валу 14 сделаны пазы 15, соответствующие по высоте и форме на- плавкам 13 цанги, образующей вместесгибкой тягой 16 фиксатор. На фиг.2 упрощенно

5 показан фиксатор и кинематическая схема его переключения. Гибкая тяга 16 фиксатора удерживается на лепестках 12 с помощью выточек 17 и направляющих 18, имеющих демпфирующую прокладку 19. На непод0 вижном кольце 3 платформы тяга 16 пропущена через направляющие 20. Далее тяга 16 фиксируется относительно корпуса 2 стенда посредством направляющих 21 и 22, на одной из которых имеется пружинная подтяж5 ка 23. Концы тяги 16 заделаны в тягу якоря 24 электромагнита 25. На тросике имеется регулятор длины 26.

Стенд для усталостных испытаний на изгиб работает следующим образом. В исходном состоянии, как показано на фиг.1, 2,

фиксатор отключен и между валом 14 стенда и выступами 13 цанги имеется зазор. При снятом сигнале нагружения включают электромагнит 25, якорь 26 втягивается и через тягу 16 сжимает лепестки 12 цанги. При этом выступы 13 цанги входят в соответствующие пазы 15 вала 14 и таким образом с помощью фиксатора подвижное кольцо 4 платформы входит в зацепление с валом. В случае заедания фиксатора тяга 16 отгибает пружину подтяжки 23, которая в процессе дальнейшей проработки возвращается в первоначальное положение, зажимая цангу, а выступы 13 более плотно входят в пазы 15. Качество соединения платформы с валом, а также начальное смещение напряжения на образцах определяются посредством тензо- резистивного датчика 8 напряжения путем сравнения его показаний до и после соединения платформы с валом, а также с значе- нием перемещения вала. Далее осуществляют процесс нагружения испытуемых образов в соответствии с заданной программой испытаний и функцией сигнала нагружения. Контроль за возбуждаемым на образцах нагружением ведется с помощью датчика 8 напряжения, а наблюдение состояния испытуемых образцов осуществляется посредством датчика 11 трещин. На основании данных этих датчиков, свидетельствую- щих о перекрытии всего испытуемого образца трещиной и отсутствии на нем напряжения в момент осевого перемещения

вала 14 стенда, с помощью управляющей ЭВМ делается вывод о разрушении данного образца. После разрушения, например, всех образцов на данной платформе, в соответствии с программой испытаний, фиксатор и, следовательно, платформа отсоединяются от вала 14 путем отключения электромагнита 25. При этом якорь 26 возвращается в исходное состояние, тяга 16 освобождается, а лепестки 12 цанги выходят из зацепления с валом 14 в силу упругости. Аналогично, в соответствии с программой испытаний, производят соединение другой платформы с валом стенда и на- гружение образцов, установленных на этой платформе.

Испытуемые образцы располагаются на одинаковых платформах идентично и устанавливаются на стенде электродинамического типа в виде пакета. Программа испытания партии образцов проводится единовременно, от начала до конца, после установки пакета образцов, что вместе с контролем нагружения и начального смещения каждого образца позволяет достигнуть высокой точности испытаний и идентичности их условий. Стенд позволяет возбуждать сигнал нагружения случайного характера и любой формы в диапазоне частот до 300 Гц, в том числе и постоянной составляющей. Стенд удобен для автоматических испытаний больших партий образцов и испытаний с ограниченными доступом.

Изобретение относится к усталостным испытаниям образцов на изгиб. Цель изобретения - повышение точности при испытании партии образцов с различными законами нагружения с обеспечением заданной величины, ассиметрии цикла для каждой группы образцов. Между валом 14 и выступами 13 цанги выполнен зазор. Включают электромагнит 25. Выступы 13 цанги входят в пазы 15, подвижное кольцо 4 платформы входит в зацепление с валом. Нагружают образец по заданной программе. После разрушения образцов на платформу отсоединяют от вала 14 путем отключения электромагнита 25. Аналогично, в соответствие с программой испытаний производят соединение другой платформы с валом стенда и нагружение образцов, установленных на этой платформе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения 1. Стенд для усталостных испытаний образцов на игзиб, содержащий основание, платформу с радиально расположенными на ней захватами образцов и привод перемещения платформы, имеющий соосный с ней вал, предназначенный для связи с платформой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при испытании партии образцов с разными законами нагружения с обеспечением заданной величиг ны асимметрии цикла для каждой группы образцов, он снабжен установленными на основании соос но с основной платформой и связанными с валом дополнительными платформами с дополнительными радиально расположенными захватами, платформы

выполнены кольцевыми, а вал с зазором проходит через отверстия платформ и имеет привод осевого перемещения, связь каждой платформы с валом выполнена в виде установленного на ней цангового фиксатора с

выступами на концах его лепестков и приводом их перемещения, на поверхности вала вдоль его оси выполнены группы пазов, .каждая из которых предназначена для периодического размещения выступов соответствующих цанг.

фиксаторов с образованием петли, и приспособлений для натяжения тяг.