Установка для испытания на усталость
Патент 1430823
Авторы
Классы МПК
Установка для испытания на усталость
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на усталость при чистом круговом изгибе и термоциклировании. Цель изобретения - повьпйение точности путем поддержания постоянства периода термоцикла. Захваты 6 и 7 образца установлены в шпинделях 2 и 3 на станине 1. Груз 10 создает изгибную нагрузку на образце. Индуктор 11 и сопло 16 создают термоциклическую нагрузку на образце. Скобы 14 и 15 определенным образом установлены на шпинделях 2 и 3 и шинах 13, изгибают последние при прогибе образца в плоскости, перпендикулярной действию нагрузк:и. Синхронное изменение угла прогиба шин и образца при испытании создает возможность отслеживания головкой индуктора рабочей части образца и оставаться ей соосной. 1 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
G1) 4 С 01 N 3 60
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4222235/25-28 (22) 06.04.87 (46) 15. 10.88. Бюл. Ф 38 (71) Институт проблем прочности AH
УССР (72) А.И,Петренко и А,И.Ковалев (53) 620.178(088.8) (5e) Трощенко В.Г., Грязнов Б.А., Шемеган Ю.М., Коноплянников E.Ã. Исследование выносливости турболопаточных сплавов и конструктивных элементов в условиях термоциклирования, Проблемы прочности, 1970, 11- 1, с. 1925, рис, 1. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТЬ (57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испы„„SU,», 1430823 А 1 таниям на усталость при чистом круговом изгибе и термоциклировании.
Цель изобретения — повышение точности путем поддержания постоянства периода термоцикла. Захваты 6 и 7 образца установлены в шпинделях 2 и 3 на станине 1. Груз 10 создает изгибную нагрузку на образце. Индуктор
11 и сопло 16 создают термоциклическую нагрузку на образце. Скобы 14 и
15 определенным образом установлены на шпинделях 2 и 3 и шинах 13, изгибают последние при прогибе образца в плоскости, перпендикулярной действию нагрузки. Синхронное изменение угла прогиба шин и образца при испытании создает возможность отслеживания головкой индуктора рабочей части образца и оставаться ей соосной, 1 ил.
1430823
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на усталость при чистом круговом изгибе и термоциклировании.
Цель изобретения — повышение точности путем поддержания постоянства периода термоцикла.
На чертеже представлена схема предложенной установки. 10
Установка содержит станину 1 с двумя шпинделями 2 и 3, установленными на станине соосно ° Шпиндель 2 установлен на неподвижной шарнирной опоре 4, а шпиндель 3 — на катковой 15 опоре 5, закрепленные в соответствующих шпинделях захваты Г и 7, механизм для создания изгибающей нагрузки в виде связанных со шпинделями двух тяг 8 и 9 и тарированного груза 10, 20 предназначенный для нагрева образца высокочастотный индуктор 11, источник
12 питания, связанный с индуктором посредством токоподводящих шин 13, при этом шины выполнены упругими и расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости тяг 8 и 9, две скобы
14 и 15, охлаждающее сопло 16, источник 17 подачи охлаждающей среды, генератор 18 токов высокой частоты и 30 командный прибор 1.9.
Установка работает следующим образом, Устанавливают образцы в захватах испытательной машины и нагружают его З5 изгибающей нагрузкой путем установки груза 10. При этом корпуса шпинделей проворачиваются относительно опор и ось образца искривляется, образуя стрелу прогиба 1 . При этом 40 скобы 14 и 15 опускаются и заставляют упругие шины 13 изгибаться, что приводит к смещению головки высокочастотного индуктора 11 в соответствии с новым положением оси образца.45
Далее образец, нагруженный чистым изгибом, приводится во вращение. В полуцикле нагрева командный прибор 19 отключает генератор 18 токов высокой частоты и включает источник 17 ох- 0 лаждающей среды, которая через сопло 16 поступает к образцу, В процессе испытаний вследствие повреждаемости, а также при нагреве происходит падение его изгибной жесткости и уве-ц личение стрелы прогиба образца. Это увеличивает угол наклона шпинделей
2 и 3 и, соответственно, смещает скобы 14 и 15 вниз, которые благодаMl
f оо SEI пр
I где И
1 — изгибающий момент, — общая длина образца между захватами, Š— модуль упругости;
I приведенный момент инерции в общем случае переменного по длине поперечного сечения образца.
Угол поворота концов образца (в месте зажимов) равен
Ml о& о Р 2ЕТпр (2) Очевидно, что угол 8 и равен углу поворота корпуса шпинделя относительно опоры. Поэтому при нагружении вертикальное смещение вниз концов образца и, соответственно, точек контакта скоб с шинами равно
bM1
Г = Ь О ь о Sf 2EI пр (3) ря их креплению на корпусах шпинделей на цилиндрических шарнирах, оси которых перпендикулярны осям шпинделей, изгибают шины 13 лишь в вертикальной плоскости вниз. При этом обеспечивается стабильность температурного режима образца, так как головка индуктора отслеживает смещение рабочей части образца и остается ей соосной.
Пример расчета соотношения, обеспечивающего соосность головки индуктора и образца при изгибе и термоциклировании.
Изгибная жесткость скоб на порядок превышает изгибную жесткость шин, т.е. они практически не деформируются, и точки контакта скоб с шинами смещаются вниз на такую же величину, как и точки крепления скоб к встреч- ным концам корпусов шпинделей. При таком конструктивном исполнении угол
9 наклона концевого участка 1„ шины должен быть таким, чтобы смещение головки индуктора вниз лишь за счет наклона участка 1„ равнялось стреле прогиба Е образца.
Известно, что при чистом изгибе стрела прогиба обраэца в упругой области равна
14308
Формула изобретения
3 и 3bM1 ш (4)
2 1 41 Е1„
Ml 3bN11„
4Е1п(1
25 или после упрощений
lк 1
1ш 6Ь
lк B 1 6b расстояние от оси шпинделей до точки контакта скоб с ши нами; расстояние от точки контакта скоб с шинами до точки соединения шин с источником; расстояние между захватами; расстояние от захвата до оси шарнира, на котором установлен шпиндель. где 1
1к а (6) 40
1ш 6Ь а
Составитель В.Лазарева
Редактор M.Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова
Заказ 5335/44 Тираж 847 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Рассматривая шину как консольную балку постоянного по длине сечения, что в данном случае имеет место, найдем в yiipyroA области угол поворота шины 6 в точке ее контакта со скобой по известному смещению f этой точки
Смещение головки индуктора лишь за счет наклона участка 1„ равно
3 ЬМП
f =9 1 (5)
ы " 4 EI 1 ор W
Головка индуктора отслеживает прогиб образца в случае равенства (1) и (5), 20 т.е.
Полученное соотношение не зависит от закона изменения площади поперечного сечения по длине образца и от температуры образца. Учитывая что в нашем случае из-за расположения ци-: 35 линдрических шарниров на встречных концах корпусов шпинделей 1 = а, окончательно получим
Таким образом, если на предложенной установке выдерживается соотношение (6) Me>xgy основными Геометри- 45 ческими размерами, то вне зависимости от массы груза 4 и изменения !
23 4 стрелы прогиба образца в процессе испытаний головка 9 индуктора располагается соосно с рабочей частью образца 2, Установка для испытания на усталость при чистом круговом изгибе и термоциклировании, содержащая станину с шарнирно установленными на ней соосными шпинделями, один из которых имеет воэможность осевого перемещения, закрепленные в соответствующих шпинделях захваты, механизм для создания изгибающей нагрузки, связанный со шпинделями посредством тяг, предназначенный для нагрева образца высокочастотный индуктор, связанный с ним посредством токоподводящих шин источник питания и охлаждающее сопло, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности путем поддержания постоянства периода термоцикла, токоподводящие шины выполнены упругими и расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости тяг, а установка снабжена двумя скобами, один конец каждой из которых шарнирно закреплен на соответствующем захвате, а другой — на соответствующей шине, при этом