Способ крепления образца при испытаниях на прочность Советский патент 1993 года по МПК G01N3/32 G01N3/04 

| Изобретение относится к области исследования прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий и может быть использовано для испытаний крупных валов на усталость при изгибе на машинах резонан- сюго типа.

Целью изобретения является повыше- Hijie надежности при усталостных испытани- я)| на резонансный изгиб стержневых образцов за счет разгрузки наружной по- вд| рхности образца от передачи осевого уси- лфя и тем самым предотвращения

появления здесь дополнительного концентратора напряжений.

Сущность технического решения поясняется чертежом, на котором показано крепление образца при испытаниях на резонансный изгиб. Согласно изобретению в за хаатной части образца 1 выполнено осепое коническое отверстие, в котором размещен захватный конический элемент2, соединенный с поверхностью отверстия резьбовым стяжками 3 и гайками 4, передающими усилие стяжки через осевой участок образца.

. Осевое усилие (усилие затяжки резьбовых стяжек) выбрано с одной стороны (сниоо w го о

4

зу) из условия непроскальзывания в коническом соединении, а с другой (сверху) из условия прочности.

Конкретный пример проведения испытаний образца.

Испытывается образец, закрепленный в захватных элементах, с общей длиной L 2000 мм, радиусом рабочей часта в зоне концентратора напряжения Н 80мм, углом конусности а - 1 град, расстоянием между коническими частями образца 2 I 400 мм, средним диаметром конической части d 170 мм, наружным диаметром D 200 мм. Предел текучести материала образца От 36 кг/мм2, ожидаемый предел выносливости о - 1 15 кг/мм2, коэффициент трения пары образец - захватный элемент f 0,15. Усилие затяжки резьбовых стяжек выбираем из соотношений

V 7 15 3.142 2002 (2002 - 1702) sln(3,14 200/2000) (1 + 3ln1°) / /(48 -0,15- 2000 -80) 8900 кг;

,5- 36 -3,14 -170 -2000(19(1) + +0.-15) (1 - (170/200)2) 89300 кг. Усилие затяжки 10000 кг (10 тс).

Испытания проводят следующим образом. Образец закрепляют в захватах, которые зажимаются в испытательной машине УП-300, имеющей колебательную систему, инерционный вибратор с приводом, станину, пульт управления, передвижную насосную станцию для затяжки образца и обслуживания тарировочного устройства с помощью рычажных.захватов, встроенных в нагружающие траверсы. Вынужденные колебания системы создаются инерционным вибратором ненаправленного действия, вмонтированным в одну из нагружающих траверс машины. Величину амплитуды напряжений в образце получают, варьируя скорость вращения и величину эксцентриситета неуравновешенной массы вибратора.

Предлагаемый способ крепления образца достаточно простой конструктивно, обес- печивает необходимую жесткость и одновременно гарантирует качество прове- дения испытаний.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ крепления образца при испытаниях на прочность, заключающийся в том, что в захватной части образца выполняют

осевое коническое отверстие, размещают в

нем захватный конический элемент и соединяют их конические поверхности осевым усилием, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при усталостных испытаниях на резонансный изгиб стержневых образцов, соединение конических поверхностей захватного элемента и образца осуществляют через осевой участок последнего, а осевое усилие выбирают из

следующих соотношений:

V CT-1JTD + sln«)/(48 f

2 (D2 - d2)sin(#/L)(1 + L R),

25 V 0,5 Orn dl(tg a +f)/(1 -(d/D)

где V - усилие затяжки, кг;

а - 1 - ожидаемый предел выносливости образца, кг/мм2;

„ а -угол конусности конической поверхности, град;

L - длина образца с захватным элементом;

R - радиус рабочей части образца в зоне концентратора, мм;

21 - расстояние между коническими частями рабочей части образца, мм;

От - предел текучести материала об- разца, кг/мм2;

d - средний диаметр конической части, мм;

D - наружный диаметр рабочей части образца, мм;

f - коэффициент трения пары образец- захватный элемент.

Jf3l

Изобретение относится к исследованиям прочностных свойств твердых материале в и позволяет повысить надежность при усталостных испытаниях на резонансный и; гиб стержневых образцов. Испытаниям подвергают сборный образец из двух концевых частей и сменной рабочей части, стягиваемых резьбовыми стяжками и выполненных с сопряженными коническими поверхностями. Усилие затяжки резьбо- вих стяжек выбирают из следующих ее отношений: V а -1 ж D2(D2 - d2)sln( n l/rj(1 + + sin a X48fL R); V .0,5 От л dL(tg a + f)/(1 - (d/D)2, где V - усилие затяжки, кг;