Центрирующее устройство при испытании материалов на сжатие Советский патент 1941 года по МПК G01N3/08 G01N3/04 

Центрирующее устройство при испытании материалов на сжатие

Заявлено 5 апреля 1939 года, в НКОМ за Л 23050. Опубликовало 31 января 1941 года.

В технике испытания материалов на сжатие известны центрирующие устройства, в которых используются одна неподвижная и две поворотные, наложенные друг на друга, опорные прокладки, оси поворотов которых последовательно взаимно перпендикулярны.

Предлагаемое центрирующее устройство принадлежит к устройствам подобного рода, но отличается от них тем, что прокладки последовательно снабжены одна - впадинами, а другая - призматическими выступами, входящими во впадины первой, и впадинами, опирающимися на выступу третьей прокладки. В местах соприкосновения прокладок образуются оси поворота. Таким образом, оси поворотов этих прокладок -приводятся в одну а ту же плоскость.

На. чертеже фиг. 1 представляет общий вид предлагаемого устройства; фиг. 2 - вид era сбоку; фиг. 3, 4, 5 - нижнюю, среднюю и верхнюю прокладки; фиг. 6 - собранные прокладки.

Нижняя прокладка I (фиг. 1 и 2). представляет собой стальную плиту, снабженную двумя призматическими . выСтупами 2 (фиг. 3 и 6). Средняя прокладка 3 (фиг. 1, 2, 4 и 6) представляет собой стальную качающуюся каретку, имеющую впадины 4 при1зматического очертания и снабженную в направлении, перпендикулярном к впадинам, призматическими выступами. Верхняя прокладка 6 (фиг. 1, 2, 5 и 6) представляет собой сплошную ломаного очертания стальную плиту, имеющую призматического очертания выступы 7. Верхняя прокладка 6 помещается своими впадинами 7 на выступы 5 средней прокладки 3 и имеет возможность на них свободно по1ворачиваться, а верхняя и средняя прокладки, вместе взятые, будучи помещены выступами средней . прокладки 3 на выступы 2 нижней прокладки 1, могут, поворачиваться на них в направлении, .перпендикулярном к оси вращения верхней прокладки 6 относительно средней 3. Высоты прокладок так подобраны, что (фиг. 6) ось вращения верхней прокладки 6 относительно средней 3 и ось вращения верхней 6 и средней 3 прокладок относительно нижней лежат в одной плоскости, , а точка их взаимного пересечения лежит в центре средней поверхности i верхней прокладки, предназначенной для опирания на ней торцевой поверхности испытываемого стержня 9 (фиг. i 1 и 2).

Два центрирующих устройства в собраином виде крепятся нижними- прокладками 1 к опорным плитам (верхней и нижней) ислытательного пресса, обычно снабженного сферическими шарнирами 10. Нижние прокладки можно и не крепить к опорным плитам пресса, но тогда их «ужно снизу снабдить сферического вида П1арниром 10 и поместить их сферическими выступами в имеющиеся у пресса сферические же углубления, удалив предварительно с пресса опорные плиты и заменив их, следовательно, нижними прокладками. Испытываемый образец 9 устанавливается своими торцевыми поверхностями на средней поверхности 8 верхней прокладки 6 и поджимается верхней плитой пресса, снабженного таким же центри1рующим устройством.

Бели центрирующее устройство крепится нижней деталью к плитам пресса, снабженным сферическими шарнирами, то перед началом испытания сферические шарниры следует выключить КЗ работы тем или иным способом (упорные болты и др.).

Если нижняя деталь центрирующего устройства снабжается выступом сферического очертания для возможности помещения выступа в углубление пресса сферического же очертания, то от образующейся при этом «щарнирности следует перед началом испытания избавиться тем или иным способом (упорные болты и др.), т. е. другими словами, следует закрепить от поворота нижнюю деталь устройства.

Если же пресс, который снабжен центрирующим устройством предложенного типа, не имеет углублений сферического очертания, то нет нужды снабжать нижнюю деталь центрирующего устройства- выступом сферического очертания. В этом случае требуется .лишь перед началом испытания закрепить центрирующие устройства нижней деталью неподвижно вверху и внизу пресса.

ЭтИ условия необходимо соблюдать, осОбенно при испытаниях стержней на продольный изгиб, где должна иметь место не только строгая центральность передачи силы от пресса к образцу, но и должны быть обеспечены вполне

четкие условия закрепления концов испытуемого стержня.

Опорные плиты любого испытательного пресса (гидравлического действия, рычажного действия и др.) могут быть снабжены описываемым типом центрирующего устройства.

Такой испытательный пресс даст возможность вести испытание на центральное и внецентральное сжатие, а также и на продольный изгиб стер-, жней, выполненных из любого материала.

Основное преимущество предлагаемого центрирующего устройства заключается в том, что оно, создавая условия шарнирного опирания концам испытываемого образца, дает в то же время возможность производить испытание образцов, взаимную параллельность которых трудно соблюсти даже в лабораторных условиях (железобетон, бетон, дерево, качмен-ная кладка). Эта нечувствительность центрирующих устройств к взаимной нопараллельности торцев испытываемого образца обусловлена тем, что точка , приложения силы, действующей от пресса на образец, лежит в плоскости торцевой поверхности испытываемого стержня в месте пересечения прямых, проведенных вдоль верхних призм центрирующих устройств, расположенных взаимно перпендикулярно.

Центрирующее устройство облегчает в значительной степени труд экспериментатора, которому не приходится тратить особенно много времени на достижение строгого соблюдения взаимной параллельности торцев испытываемого стержня, ибо доброкачественность эксперимента будет обеспечена даже при непараллельности торцев испытываемого стержня. Центрирующее устройство точно фиксирует точку приложения сжимающей силы. Оно дает возмо-жность производить испытания на внецентренное сжатие, причем эксцентриситет точки приложения сжимающей силы в процессе испытания в силу того или иного обмятия торцев испытываемого стержня, не увеличивается, KaiK это имеет место при всех употре-, бляемых при экспериментальных иссле- дОваниях центрирующих устройствах.

Центрирующее устройство дает возможность производить испытания стержней на продольный изгиб, так как оно создает условия шарнирного крепления концов испыты1ваемого стержня, что особенно важно, ибо большинство теоретических исследований, например, в области устойчивости стержней, выполнеиных из материала, не подчиняюш,егося закону Гука, исходят из условий шарнирного опира1ния концов стержня.

Центрирующее устройство дает возмoжiHIOCть производить. испытание на сжатие стержней любого поперечного сечения (круглого, квадратного, прямоугольного), так как оно обеспечивает шарнирность не в одном, а в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Ц р е д м е т изобретен и я.

1. Центрирующее устройство при испытании материалов на сжатие с использованием одной неподвижной и двух поворотных наложенных друг на друга опорных прокладок, оси поворота которых последовательно взаимно перпендикулярны, отличающееся тем, что, с целью приведения осей по-, воротов упомянутых прокладок в одну и ту же плоскость, прокладки последовательно снабжены одна впадинами, а - призматическими выступами, входящими во впадины первой, и впадинами, опираюЩИмися на выступы третьей прокладки, образующие в местах соприкосновения поворотные оси. 2. Форма выполнения центрирующего устройства по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью приведения плоскости осей поворотов к торцевой грани испытываемого образца, как впадины, так к призматические выступы на прокладки вынесены в плане за пределы то-рцевой поверхности испытываемого образца путем придания прокладкам ломаного очертания.

Фип2

Фиг5 /

Фиг.б