Пневмодинамическая машина для скоростных испытаний материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N3/307 G01N3/36 

(54) ПНЕВМОДИНАМИЧЕСКАЯ МАШИНА ДЛЯ СКОРОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для скоростных испытаний материалов на растяжениесжатие.

Известна пневмодинамическая машина для скоростных испытаний материалов, содержащая раму, подвижный и неподвижный захваты для крепления испытуемого об разца, силовой цилиндр, шток поршня которого связан с подвижным захватом, а обе полости подсоединены к источнику высокого давления и снабжены быстродействующими клапанами для сброса давления 1.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является пневмодинамическая машин-а для скоростных испытаний материалов, содержащая силовую раму, установленный на ней силовой цилиндр, разделенный поршнем на две камеры, снабженные выхлопными окнами, герметично закрытыми разрушаемыми мембранами, источник высокого давления, подключенный через распределительное устройство к камерам силового цилиндра, установленный на раме пассивный захват и соединенный со щтоком поршня активный захват для крепления испытуемого образца 2.

Недостатком известных машин является невозможность проведения циклических испытаний с различными режимами нагружения.

Цель изобретения - расширение функ5 циональных возможностей за счет обеспечения многообразия режимов нагружения.

Поставленная цель достигается тем, что

машина снабжена хотя бы одной емкостью,

,Q которая подсоединена к выхлопному окну

силового цилиндра и отделена от внешней

среды разрывной мембраной.

Кроме того, емкость разделена мембранами на камеры, которые подключены через распределительное устройство к источнику высокого давления, причем подводящая магистраль снабжена средствами регулировки давления.

На фиг. 1 и 2 изображена пневмодинамическая машина соответственно с одной 2Q емкостью и двумя емкостями, разделенными на пять камер; на фиг. 3 - графики некоторых видов нагрузок, которые возможно получить на предлагаемой машине. Пневмодинамическая машина содержит силовую раму 1, установленный на ней силовой цилиндр 2, разделенный поршнем 3 на две камеры 4 и 5, снабженные выхлонными окнами 6 и 7, герметично закрытыми разрушаемыми мембранами 8 и 9, источник высокого давления (не показан), подключенный через распределительное устройство (не показано) к камерам 4 и 5 силового цилиндра 2, установленный на раме 1 пассивный захват 10, активный захват 11, соединенный со штоком 12 поршня 3, служан ий для крепления испытуемого образца 13, и хотя бы одну емкость 14, которая подсоединена к выхлопному окну 6 или 7 силового цилиндра 2 и отделена от внешней среды разрывной мембраной 15. Кроме того, емкость 14 разделена разрывными мембранами 15 на камеры 16, которые, в свою очередь, подключены через распределительное устройство к источнику высокого давления, причем подводящая магистраль 17 снабжена средствами регулировки давления (не показаны). Машина работает следующим образом. Испытуемый образец 13 закрепляется в захватах 10 и 12. Камеры 4 и 5 силового цилиндра 2 заполняют газом до рабочего давления. Количество, объем и давление в камерах 16 е.мкостей 14 выбирается в зависимости от величины и характера задаваемой нагрузки, при этом, для простоты, предполагают, что ход поршня 3 в процессе работы машины не существенно изменяет начальный объем камер 4 и 5 силового цилиндра 2. Рассмотрим некоторые возможные режимы нагружения образца. На фиг. 1 изображена машина, снабженная одной емкостью 14 с одной камерой 16, подключенной к нижней камере 5 силового цилиндра 2, объем которой равен объему нижней камеры 5, а управляющее давление в ней равно атмосферному. При названных пара.метрах камеры 16 можно реализовать равноплечий цикл растяжение-сжатие скоростного нагружения. Для этого последовательно разрушают мембраны 9, 8 и 15. Разрушение мембраны 9 в мо.мент времени ti приведет к падению давления PS в нижней камере 5 силового цилиндра 2 в 2 раза. За счет возникшей разницы давлений в камерах 4 и 5 поршень 3 смешается вниз и растягивает образец 13. После разрушения мембраны 8 в момент времени t2 давление Р4 в камере 4 падает до атмосферного. Поршень 3 под действием давления в нижней камере 5 силового цилиндра 2 поднимается и сжимает образец 13. Разрушение мембраны 15 в момент времени tj приводит к выравниванию давлений 1 и Pg по обе стороны от поршня 3, т. е. к разгрузке образца 13. На фиг. 3 а изображен график изменения давления в верхней- камере 4, на фиг. 36 - в нижней камере 5 и на фиг. За - их разность, определяюш.ая нагрузку на образец 13. На фиг. 2 изображена машина с двумя емкостями 14, разделенными мембранами 15 на камеры 16, на которой можно получить различные режимы нагружения образца 13. Например, ступенчатое возрастание нагрузки путем последовательного разрушения мембран 8 и 15, подключенных к камере 5. Меняя число камер 16, выбирая соответствующим образом их размеры и величины управляющего давления в них, варьируя очередность и временные задержки разрушения мембраны 8, 9 и 15, можно реализовать многообразные режимы нагружения образца 18. Предлагаемая машина позволяет значительно расширить функциональные возможности машин для скоростных испытаний материалов, так как на ней можно проводить испытания при самых разнообразных режимах нагружения. Формула изобретения 1. Пневмодина.мическая мащина для скоростных испытаний материалов, содержащая силовую раму, установленный на ней силовой цилиндр, разделенный порщнем на две камеры, снабженные выхлопными окнами, герметично закрытыми разрущаемыми мембранами, источник высокого давления, подключенный через распределительное устройство к камерам силового цилиндра, установленный на раме пассивный захват и соединенный со штоком поршня акт вный захват для крепления испытуемого образца, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения многообразия режимов нагружения, она снабжена хотя бы одной е.мкостью, которая подсоединена к выхлопному окну силового цилиндра и отделена от внешней среды разрывной мембраной. 2.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что емкость разделена разрывными ме.мбранами на камеры. 3.Машина по п. 2, отличающаяся тем, что камеры емкости подключены через распределительное устройство к источнику высокого давления, причем подводящая магистраль снабжена средствами регулировки давления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 813156, кл. G 01 N 3/30, 1978. 2.Машина пневмодинамическая с предельным усилием 50 типа 3047, ПДУ-50-. Руководство по монтажу и эксплуатации. Завод испытательных машин. Армавир, 1967.

10

12

/./7

//

15

S

J

Фиг.1

С л

16