Установка для испытания материаловНА МАлОциКлОВую уСТАлОСТь пРичиСТОМ изгибЕ Советский патент 1981 года по МПК G01N3/34 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА МАЛОЦИКЛОБУЮ УСТАЛОСТЬ ПРИ ЧИСТОМ ИЗГИБЕ кичения экстремальных значений, не мо быть автоматически изменена в процесс испытания. Цепь изобретения - осуществление ступенчатого изменения циклической нагрузки при программных испытаниях ма териалов . Указанная цель достигается тем, что устройство для ограниче1шя экстремаль™ ных значений нагрузки снабжено дополнительными рычагами с грузами, одни концы которых устанолвены на общей с коромыслом оси, а другие оперты на токоведущие опоры, электромагнитами, служащими для соединения или разъединения дополнительных рычагов с первьгми рычагами при изменении нагрузки и блоком программного управления, к которому подключены электромагниты. На фиг. 1 представлена установка для испытания материалов на малошпс- ловую усталость при чистом изгибе, а на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I. Установка содержит станину I, привод 2 нагружения, устройство для передачи нагрузки, включающее две вертикальные стойки З.и 4 с захватами для крепления образца 5, траверсы 6 и 7, две пары тяг 8 и 9, Ю и II, соединяющих нижний конец стойки 4 и верх. НИИ конец стойки 3 с траверсой 7 и верхний конец стойки 4 и т1ижний конец стойки 3 с траверсой 6. Траверса 6 соединена с приводом 2 нагружения, а травме а 7 шарнирно соединена с коромыслом 12 устройства для огра шчения экстремальных значений нагрузки. Устройство для ограничения экстремальных значений нагрузки включает горизонтально расположенные рычаги 13 и 14 с грузами-15 и 16, взаимодействующие с коромыслом 12, и дополнительные рычаги 17 и 18 с грузами 1,9 и 20, одни концыI которых установлены на обшей с коромыслом 12 оси 2 а другие оперты на токоведущие опоры и 23. Лежащие на опорах 22 и 23 концы рычагов 13 и 14 образуют с опорами 22 и 23 контактные пары, которые включены в цепь управления (не показан привода 2 нагружения. На рычагах 13 и 14 установлены электромагниты 24 и 2 служащие для соединения или разъединения дополнительных рычагов 17 и 18 с рычагами 13 и 14 при изменении нагрузки. Сердечники электромагнитов 24 и 2 соединенные со штоками 26 и 27, под 1 действием пружин 28 и 29 стремятся отделиться от обмоток электромагнитов 24 и 25. При отсутствии напряжения на обмотках электромагнитов штоки 26 и 27 под действием пружин 28 и 29 имеют возможность входить в отверстия рычагов 17 и 18, обеспечивая совместную работу рычагов 13и 17, 14и 18 с грузами 15 и 16, 19 и 20. БЛОК 3CV программного управления содержит два реле счета импульсов и подключен к электромагнитам 24 и 25. Он позволяет установить любое заранее выбранное число импульсов (циклов) в каждом блоке программного нагружения , .периодически включать или отключать электромагниты 24 и 35 при достижении заданного числа импульсов (циклов) вплоть до разрушения образца. Для управления реверсом привода 2 устройство оснашено двумя парами микропереключателей 31 и 32, ЗЗ и 34. Стойки 3 и 4, изготовленные из пружинной стали, служат одновра 1енно динамометрами. Для регистрации диаграмм циклического деформирования установка оснащена двухкоординатным электронным потенциометром (не показан). Установка позволяет проводить программные испытания материалов при нормальной и повышенной температурах. Нагрев образца осуществляется пропусканием электрического тока. С этой целью установка снабжена понижающим трансформатором, аппаратурой для измерения и поддержания заданной температуры (не показаны). Установка имеет также счетчик числа циклов (не показан). В режиме мягкого программного нагружения при чистом изгибе установка работает следующим образом.. Посредством блока ЗО программного управления запитываются обмотки электромагнитов 24 и 25. При перемещении траверсы 6 вправо усилия в тягах 8 и 9, 10 и II создают две пары сил, изгибающих образец выпуклостью вверх, при этом усилие передается посредством коромысла 1.2 на рычаг 13, постепенно разгружая токоведующуюопору 22. При достижении в образце 5 заданного значения изгибающего момента, равного моменту М max от груза 15 весом Q на плече - ( М шах QH). левый конец рычага 13 разъединится с токоведущей опорой 22. При этом произойдет разрыв электрической цепи, что приведет к реверсу электродвигателя. Рычаг 13 ляжет на опору 22, траверса 6 начнет перемицаться влево нагружая образец 5 изгибающим моментом обратного знака. Усилие посредством коромысла 12 будет передаваться на рычаг 14с Подвешенным грузом 16. При дальнейшем движении траверсы 6 влево рычаг 14 разъединится с токоведушей опорой 23 при значении изгибакядего момента Mmin равном моменту от груза 16 весом Q на плече - {Мт ц-ОзО. Электрическая цепь разорвется и снова произойдет реэерс электродвигателя.

Такой режим нагружения будет под:держиваться на протяжении первой ступени программы. При достижении установленного для первой ступени нагружения заданного числа циклов посредством блока ЗО программного управл«1ия, обмотки электромагнитов 24 и 25 обесточатся, штоки 26 и 27 под действием пружин 28 и 29 войдут в отверстия рычагов 17 и 18, обеспечивая совместную работу рычагов 13 и 17, 14 и 18 с грузами 15 и 19, 16 и 20.

Экстремальные значения изгйбакицего момента Mwax J Мт-.п() , и г, -веса грузов 19 и 2О, будут ограничены весами грузов 15 и 19, 16 и 2О. Реверс электродвигателя осуществляется акало-, гично. Продолжительность каждой ступен в блоке нагружения может устанавливаться с помощью реле счета импульсов, а сами блоки нагружения будут периодически повторяться вплоть до разрушения образца. Путем соответствующего подбора грузов 15 и 19, 16 и 19 можно осуществлять испытания с различным Коэффициентом асимметрии по нагрузкам

Для работы установки при пульсирующем цикле (R О) рычаги 17 и 18 с грузами 16 и 20 убираются, а токоведущую опору 23 устанавливают на опорный палец коромысла 12 для рычага t3. При нагружении образца асимметричным циклом с коэффициент «1 R О

грузы 16 и 20 подвешивают к опорному пальцу коромысла 12 для рычага 13. Установка мажет работать также в режиме жесткого программного нагружения

в условиях чистого изгиба. Для этого ко- ромысло 12 жестко крепится к станине I. Достижение заданного прогиба образца и асимметрии цикла осуществляется с помощью микропереключателей 31

и 32, 33 и 34. Блок ЗО программного управления обеспечивает реверс привода нагружения по сигналам той или иной пары микропереключателей 31 и 32, 33 и 34.

Применение предлагаемой установки для испытаний материалов на малоцикловую усталость позволит повысить производительность прю1Т)аммных испытаний при ступенчатом изменении нагрузки.

20

Формула изобретения

Установка для испытания материалов на малоцикловую усталость при чистом 5 изгибе по авт. св. № 697875, отличающаяся тем, что, с целью ступенчатого изменения циклической нагрузки при программных испытаниях матфиалов, устройство для ограничения экстре- мальных значений нагрузки снабжено дополнительными рычагами и грузами, о, . одни концы которых установлены на общей с коромыслом оси, а другие оперты на токоведущие опоры, электромагнитами, служащими для соединения или разъеди5нения дополнительных рычагов с первыми рычагами при изменении нагрузки, и блоком программного управления, к которому подключены электромагниты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 513297, кл. GOlN 3/34, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 697875, кл.ОогК 3/34, 1978 (прототип).