Установка для испытания нитей на усталость при многократном растяжении Советский патент 1983 года по МПК G01N3/34 

Изобретение относится к определению прочностных свойств материалов, в частности к установкам для испытания нитей на усталость при многократ ном растяжении. Известна установка для испытания текстильных материалов на усталость при многократном растяжении, содержащая зажимы для образца, один из которых присоединен к устройству для соойцения образцу пульсирующей- нагрузки, а другой нагружен для выборки остаточной деформации fl. Недостаток этой установки - ее низкая точность, связанная со ступен чатостью выборки остаточной деформации. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка для испытания нитей на усталость при многократном растяжении, содержащая зажимы для крепления нити, средство для создания циклической деформации образца и выборки остаточной деформации. В известной установке циклическая деформация создается с помощью питаемого импульсным током электромагнита и ограничителя перемещения якоря электромагнита, связанного с верх НИМ зажимом, а выборка остаточной деформации осуществляется механизмом, включающим планку с грузом, связанную с нижним зажимом, взаимодействующие с планкой зажимные губки и управляющий последними соленоид, запиты-, ваемый через синхронизатор Г2 J., Известная установка имеет недостаточную точность, связанную с дискретностью остаточной деформации. Точность испытаний снижается за счет . . того, что в момент приложения динамической нагрузки нижний згиким жестко зафиксирован, и характер изменения нагрузки в каждом конкретном цикле зависит от. поведения нити и может ме-, няться от цикла к циклу в зависимости от состояния нити на данный момент, хотя амплитуда деформации и поддер живается постоянной за все время испытаний. Кроме того, эта установка имеет довольно сложную конструкцию. Цель изобретения - повышение точности испытаний и упрощение -конструкции., Указанная цель достигается тем, что в установке для испытания нитей на усталость при многократном растяжении, содержащей зажимы для крепления нити, средства для создания циклической деформации образца и выборки остаточной деформации, последние содержат горизонтально расположенный вал, жестко связанный с одним из зажимов закрепленную на валу направляющую, установленные в ней по раз-. ные стороны от оси вала с возможностью радиального перемещения груз ,связанный с другим зажимом, и соединенную с I грузом опорную тарель, и пружину, установленную между тарелью и вгшом, причем жесткорть пружины выбрана из условия компенсации увеличения центробежной силы создаваемого грузом прИ возникновении остаточной деформации. Такая конструкция позволяет осуществить выборку остаточной деформации не только в определенный период (когда образец должен быть разгружен) , а постоянно, в каждый момент времени проведения испытаний и одновременно с приложением нагрузки. Это повышает точность эксперимента и дает возможность осуществить гармони ческое нагружение образца, что часто бывает важно для исследователя.. Поскольку выборка остаточной деформации осуществляется за счет действия тех же сил, что и нагружение образца, отпадает необходимость в использовании раздельных средств для создания циклической деформации и выборки остаточной деформации, а также синхронизатора, В предлагаемой установке эти функции выполняются единым устройством, что упрощает конструкцию. На чертеже изображена предлагаема установка, разрез. Установка содержит зажимы 1 и 2 Д1Я крепления испытуемой нити,3, сре ства для создания циклической деформации образца и выборки остаточной деформации, включающие горизонтально расположенный вал 4, жестко связанны с зажимом 1, закрепленную на валу 4 направляющую 5 цилиндрической формы, имеющую окно б, установленные в ней по разные стороны от оси вала 4с возможностью радиального перемещения груз 7, связанный с зажимом 2, и сое диненную с грузом 7 опорную тарель 8 и пружину 9, установленную между тарелью 8 и валом 4, жесткость которой выбрана из условия компенсации увели чвн1(я центробежной аилы, создаваемого грузом 7, при возникновении оста точной деформации. Механическая связ между тарелью 8 и грузом 7 осуществл«1ется посредством шпилек 10. Дпя расйшрения диапазона приклады ваемых нагрузок на опорную тарель устанавливается дополнительный груз 11, для балансировки направляющей 5 на ней монтируется балансировочная гайка 12. Установка работает следующим образом. Направляющую 5 устанавливгиот а горизонтальное положение и приводят вал 4 во вращение. При зтом направление вращения выбирают таким образом, чтобы груз 7 начинал движение из горизонтального положения в нижнее, где растягивгшщая нагрузка на нить 3 максимальна. Статическая составляющая нагрузки в процессе вращения определяется равнодействукядей центробежных сил, деиствукядих на перемещающиеся в направляющей элементы. Сила тяжести, действующая на эти Элементы, в нижнем положении направлена в ту же сторону, а в верхнем воздействует против 11ейтробежной силы. Таким образом,,создается асимметричный цикл нагружения, в котором динамическая составляющая нагрузки определя1ется изменением направления вектора силы тяжести, действующей на подвижные относительно оси элементы, а статическая составляющая - центробежной силой. В предлагаемой установке выборка остаточной деформации образца нити 3 осуществляется автоматически за счет действия сил, приложенных к подвижному концу нити 3, причем этот процесс и циклическое деформирование испытываемой нити 3 происходят в едином устройстве. Дпя корректировки амплитудного значения суммарной нагрузки (в случае изменения радиуса вращения груза 7 за счет возникновения остаточных деформации образца) предусмотрена компенсационная пружина 9, жесткость которой подбирается таким образом, чтобы, деформируясь при смещении груза 7 от оси, она компенсировала увеличение центробежной силы, вызван,иое этим смещением. При отсутствии остаточной деформации смещение груза 7 от оси и деформации пружины 9 также отсутствуют. Так как выборка остаточных деформаций производится непосредственно во время приложения циклической нагрудки, т.е. в каждый момент вращения при проведении испытаний, то это обеспечивает возможность создания гармонического закона изменения динамической нагрузки. В предлагаемой установка величина статической и параметры динаглической составляквдих нагрузки определяются угловой скоростью вращения вала 4 и массой грузов 7 и И. Это дает возможность простым способом изменять параметра нагружения (величину нагрузки, коэффициент асимметрии цикла, частоту), меняя скорость вращения и массу грузов 7 и 11. Использование изобретения позволяет с Помощью простых конструктивных средств повысить точность определения усталостных характеристик нитей.

Формула изобретения ,

Установка для иопыгания нитей на усталость при многократном растяжёНИИ, содержшцая зажимы для креплени нити, средства для создания циклической деформации образца и выборки остаточной деформации, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности испытаний, средства для создания циклической деформации образца и выборки остаточной ; деформации содержат горизонтально расположенный вал, жестко связанный с одним из зажимов, закрепленную на валу направляющую, установленные в

ней по стороны от оси вала с возможностью перемецення груз, связанный с другим зажимом, и еовяинвнную с грузом опорную тарвл, я пружину, установленную между тарелыб « валом, {причем жесткость пружины выбрана из условия компенсации увеличения центробежной силы, создаваемого грузом при возникновении остаточной деформации.

0

Источннки информации,- принятые во внимание при экспертиза I

1.Авторскее свидетельство СССР 105053, кл. G 01 N 3/32, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР 5 684393, кл. (i 01 N 3/32, 1973.

«