Устройство для испытания оболочек и колец на локальные нагрузки Советский патент 1983 года по МПК G01M5/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а более конкретно к испытательным приспособлениям, предназначенным для экспериментальных исследований прочности и устойчивости тонкостенных оболочечных конструкций при действии локальных и комбинированных н-агрузок.

Известна установка параплёлограммного типа,, позволяющая нагружать кольца локальными поперечными сжимашдами усилиями 13

Однако такая установка не позволяет осуществить одновременное нагружение поперечными локальными силами и осевой нагрузкой.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является стенд для испытания колец, содержащий раму, обоймы, нагружающие элементы и крышку f2}.

Локальные усилия создаются гидравлическими плунжерами. Такой способ нагружения является мягким, т.е. действующее усилие практически не зависит от деформации испытывае.мого образца. Так как оболочки в большинстве случаев нагружения имеют ниспадающую закЕ)итическую ветвь на диаграмме деформация - нагрузка, то

такой способ нагружения приводит к тому, что при достижении критической нагрузки под действием усилий гидравлических плунжеров стенда испытываемая конструкция сразу приобретает закритическую форму, а очень часто и разрушается. Поэтому зафиксировать форму деформированного состояния испытываемой оболочки в мо10мент потери устойчивости., точно измерить величину критической нагрузки, а также изучить закритическое поведение оболочек вблизи особых точек на ТИКОМ стенде не представляется

15 возможным. Кроме того, на этом стенде можно испытывать только очень короткие оболочки, близкие к кольцам. Класс оболочек средней длины, имеющих наиболыиее применение в практике,

20 на этом стенде исследовать нельзя.

Целью изобретения является повышение точности измерения критических нагрузок и изучение закритического состояния испытываемых оболочек при

25 действии локальных нагрузок и их комбинации с осевой сжимающей силой и к утящя MGiMeKT-OM,

Поота-вленная цель достигается тем, что устройство для испытания

30 оболочек н колец на локальные. нагруЭ хи, содержащее раму, обоймы, нагружающие элементы и крышку, снабжено расположенным между крышкой и обоймой диском-, выполненным с наружными зубьями и с внутренними наклонными выступами, поворотным механизмом, выполненным в виде червяка, взаимодействующего с наружными зубьями дис ка, и блока с грузом, а нагружающие элементы оснащены роликами, взаимодействующими с выступами диска.

На фиг. 1 изображено, устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит раму 1, винтовые стойки для подъема 2, обойму 3 подвижную опору 4, червяк 5, диск б с наружными зубьями и внутренними выступами, крышку 7, нагружающие элементы 8 испытываемой оболочки 9, блок 10 и груз 11.

.Устройство работает следующим образом.

Испытываемая оболочка 9 устанавливается наопорную. ПЯ.ТУ рамы 1. С помощью стоек 2 обойма 3 устанавлизается на требуемую высоту в зависимости от мест приложения локальных усилий. Установленный на подвижной опоре 4 червяк 5 вводится в зацепление с наружными зубьями диска б. Дли на нагружающих элементов 8 регулируется перед испытаниями в зависимости от диаметра испытываемой оболочки 9 .

При вращении диска б с помощью червяка 5 ролик, укрепленный на конце нагружающего элемента 8, движется по наклонной поверхности выступа. Нагружающие элементы 8 при этом перемещаются внутрь, создавая поперечные точечные усилия на испытываемый объект. Перемещения нагружающих элементов 8 внутрь полностью определяется поворотом диска б, и, в конечном итоге, вращением червяка 5, При смене форм равновесия в момент дости женин критической нагрузки, когда местная жесткость испытываемой оболочки существенно падает, усилия контакта между .оболочкой и нагружающими элементами снижаются и разрушение оболочки исключается. Таким образом, имеется возможность точно зафиксировать момент потери устойчивости, , критическую нагрузку и исследовать закритическое поведение оболочки.

Требуемое число поперечных сил и закон их распределения достигаются установкой соответствующего числа и местом расположения нагружающих элементов перед испытаниями. Максимальное число поперечных сил, действующих на оболочку, соответствует числу внутренних наклонных выступов на диске 6.

Устройство позволяет нагружать оболочки и следящими локальными силами (мягкое нагружение7- В этом случае червяк 5 выводится из зацепления и поворот диска б осуществляется грузом 11 с помощью троса, перекинутого через блок 10. Вес груза 11 определяет величину следящей (не зависящей от деформации испытываемо оболочки) локальной силы. Для испытания оболочек на совместное действие осевой сжимающей нагрузки, крутящего момента и их комбинации с локальными поперечными силами устройство с оболочкой устанавлива ется в испытательную машину (например , ЦДТе-30 , которая создает требуемое осевое усилие и крутящий момент .

Формула изобретения

Устройство для испытания оболочек и колец на локальные нагрузки, содержащее раму, обойг-м, нагружающие элементы и крышку, отличающеес я тем что, с целью повьш ения точности измерения критических нагрузок и изучения закритического состояния испытываемых оболочек, оно снабжено расположенным между крышкой и обоймйй диском, выполненным с наружными зубьями и внутренними наклонными выступами, поворотным механизмом, выполненным в виде червяка, взаимодействующего с наружными зубьями диска, и блока с грузом, а нагружающие элементы оснащены роликами, взаимодействующими с выступами диска.

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1.Прочность и надежность конструкций. Киев,Наукова думка,1978.

2.Патент США № 3693424, кл. 73-120, 1972.