Устройство для испытания на прочность при пластическом сжатии длинномерных образцов Советский патент 1993 года по МПК G01N3/08 

Ё

Изобретение относится к области определения физико-механических свойств материалов и может применяться в различных отраслях народного хозяйства (машиностроение, авиастроение и др.) для излучения сопротивляемости металлов пластическому деформированию. Целью изобретения является повышение точности испытаний на пластическое сжатие. Техническая сущность заявляемого изобретения заключается в том, что устройство снабжено установленными на основании соосно отверстию полой цилиндрической опорой и обоймой, наружная поверхность которой выполнена цилиндрической и взаимодействует с внутренней поверхностью цилиндрической опоры, а внутренняя поверхность обоймы выполнена конической, предназначенной для взаимодействия по скользящей посадке с конической поверхностью опорных секторов. 1 ил.

Изобретение относится к области определения физико-механических свойств металлов и может применяться в машиностроении, авиастроении и других отраслях народного хозяйства с целью изучения сопротивляемости материалов пластическому деформированию.

Цель изобретения - повышение точности испытания за счет исключения изгиба образца.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит нагружающий 1 и опорный захват 2, между которыми установлен длинномерный образец 3 с рабочей длиной I. Захват 2 установлен по переходной посадке в неподвижном основании 4, выполненном в виде цилиндра с соосной полой цилиндрической опорой. На опорную торцевую поверхность основания 4 устанавливают одинаковые поддерживающие секторы 5, изготовленные разрезкой заготовки в форме усеченного конуса высотой Н с уг- g лом конусности а и соосным отверстием диаметра d, по которому секторы сопрягаются с образцом 3 через антифрикционный слой 6. Обойма 7 с соосными цилиндрической и конической поверхностями. Она служит для осуществления кинематического взаимодействия между секторами 5 и полой цилиндрической опорой, сопрягаясь при этом с последней по цилиндрической поверхности, а с секторами по конической с углом конусности ее ,

Устройство работает следующим образом. Образец 3 располагают между захватами и поддерживающими секторами 5, которые фиксируют с помощью установленной на них обоймы 7. К торцам образца 3 через захваты 1 и 2 прикладывают осевую

00

о

00

о

нагрузку Р. Увеличивающийся поперечный размер образца перемещает секторы по опорной торцевой поверхности основания 4 в радиальном направлении.В связи с наличием сопряжения секторов и обоймы 7 по конической поверхности с углом а последняя будет также перемещаться, но вверх относительно полой цилиндрической опоры, обеспечивая тем самым одновременное, перемещение всех секторов, т.к. движение только одного из секторов, возможное из-за продольного изгиба образца, вызовет заклинивание обоймы в цилиндрической опоре основания 4. Обойма 7 будет перемещаться по цилиндрической опоре основания 4 только лишь при одновременном движении всех секторов в радиальном направлении, Таким образом, благодаря обойме 7 длинномерный образец 3 при его нагружении силой Р будет, сжиматься без продольного изгиба в условиях одноосного напряженного состояния. При этом для уменьшения контактных напряжений на боковой поверхности образца рекомендуется обойму 7 изготавливать из легкого, но достаточно прочного, металлического сплава, т.к. ее вес в силу наличия сопряжения по конической поверхности будет влиять на величину указанных напряжений. Для уменьшениясил трения между соприкасающимися поверхностями подвижных элементов устройства размещают антифрикционное покрытие.°бо избежание продольного изгиба выступающих из секторов концевых частей образца рекомендуется высоту секторов назначать из условия

H l-{1...2)d.

Эффективность предлагаемого устройства подтверждается следующим примером выполнения,

Для пластического одноосного сжатия образцов из стали 45 диаметром d 16 мм и I 130 мм (ГОСТ 1497-84) было изготовлено предлагаемое устройство. Угол конусности сопрягаемых поверхностей обоймы и секторов (8 шт.) был принят равным 90°, диаметр сопрягаемой поверхности цилиндрической опоры - 170 мм. Для осадки образцов до относительной деформации

Ј 30% были изготовлены секторы двух типоразмеров с Н 110 мм и 85 мм. С помощью первых секторов сжатие образцов производилось до к 15э%, а вторых- г, 30%. Все основные детали устройства изготавливали из стали 45. а обойму - из алюминиевого сплава Д16Т. Точность устройства оценивали по числу образцов, деформированных в условиях одноосного напряженно

го состояния до е 30%, из партии в

количестве 20 шт. С помощью предлагаемого устройства все образцы были сжаты до указанной деформации без продольного изгиба, а прототипа - только лишь 9 образцов.

Таким образом, заявляемое устройство оказалось более точным при проведении испытаний на сжатие, чем прототип. Предлагаемое устройство является достаточно универсальным и простым в эксплуатации.

Применение его в качестве испытательной техники позволит с высокой точностью проводить исследования с целью определения физико-механических свойств металлов. Формула изобретения

Устройство для испытания на прочность при пластическом сжатии длинномерных образцов, содержащее основание с центральным отверстием,захваты,один из которых установлен в отверстии основания и

предназначен для закрепления на одном

торце образца, предназначенный для закрепления на другом его торце, соосно с первым захватом второй захват и предназначенные для схватывания рабочей части

образца с антифрикционным покрытием и установленные на основании соосно с отверстием конические опорные секторы, отличающееся тем; что, с целью повышения точности испытания за счет исключения изгиба образца, устройство снабжено установленными на основании соосно с отверстием полой цилиндрической опорой и обоймой, наружная поверхность которой выполнена цилиндрической и взаимодействует с внутренней поверхностью цилиндрической опоры, а внутренняя поверхность обоймы выполнена из двух сопряженных частей - конической предназначенной для iвзаимодействия по скользящей посадке с

поверхностью опорных секторов и цилиндрической.