Нагружающее устройство для испытаний материалов на ползучесть при растяжении совместно с кручением

Нагружающее устройство для испытаний материалов на ползучесть при растяжении совместно с кручением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области физических исследований и может быть использовано при изучении влияния деформации на свойства материалов. Цель изобретения - расширение диапазона прикладываемых усилий за счет бесступенчатого регулирования соотношения между окружной и осевой силами нагружения образца при помощи одного настроечного движения. Для этого на нижнем конце подвижного держателя установлен диск, на внешней части которого диаметрально противоположно установлена пара радиальных поводковых пальцев, с которыми соединены одним из концов две гибких тяги, охватывающие промежуточные ролики, оси которых расположены симметрично относительно оси держателей и одновременно установлены в сквозных пазах сектора-копира и регулирующей планки, причем напротив нижнего торца планки установлен регулировочный винт, охватываемый гайкой, неподвижно связанной с сектором-копиром, а со свободными вертикальными концами канатов соединены грузы одинаковой массы. 1 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 G 01 N 3/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР).

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4911217/28 (22) 13.02.91 (46) 23.02.93. Бюл. № 7 (71) Тернопольский филиал Львовского политехнического института им, Ленинского комсомола и Львовский государственный университет им. Ивана Франко (72) С.Г.Нагорняк, А,Г.Миколайчук . А.M,Медюх и Н.И.Дзюбинский (56) Авторское свидетельство СССР . ¹ 530221, кл, G 01 N 3/02, 1973. (54) НАГРУЖАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ,ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА. ПОЛЗУЧЕСТЬ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ СОВМЕСТНО С

КРУЧЕНИЕМ (57) Изобретение относится к области физических исследований и может быть исполь зовано при изучении влияния деформации на свойства материалов, Цель изобретения — расширение диапазона прикладываемых

Изобретение относится к области физических исследований, а именно к технике испытаний материалов на ползучесть при растяжении совместно с кручением, и может быть использовано при изучении влияния деформации на свойства материалов.

Известна установка для деформирования образцов материалов, содержащая станину, пассивный и активный захваты, груз, связанный с активным захватом, и взаимо.действующий винт, установленный на станине и кинематически связанный с ним привод вращения. В процессе исследований ферромагнитным материалом, установленным на станине в плоскости, . 5U„» 1796965 А1 усилий за счет бесступенчатого регулирования соотношения между окружной и осевой силами нагружения образца при помощи одного настроечного движения, Для этого на нижнем конце подвижного держателя установлен диск, на внешней части которого диаметрально противоположно установлена пара радиальных поводковых пальцев, с которыми соединены одним из концов две гибких тяги, охватывающие промежуточные ролики, оси которых расположены симметрично относительно оси держателей и одновременно установлены в сквозных пазах сектора-копира и регулирующей планки, причем напротив нижнего торца планки установлен регулировочный винт, охватываемый гайкой, неподвижно связанной с сектором-копиром, а со свободными вертикальными концами канатов соединены грузы одинаковой массы. 1 ил. перпендикулярной оси захватов, возбуждаются затухающие колебания, К недостаткам такого устройства следует отнести невозможность одновременного деформирования образца путем ego кручения и растяжения и перераспределения прикладываемой к испытуемому образцу осевой и окружной нагрузок. Кроме того, известное устройство сложно по конструкции, в изготовлении и сборке, Известна также установка для испытания материалов на прочность при совмест.ном действии кручения и осевой нагрузки, содержащая корпус, установленный в нем пассивный и активный захваты, связанный с активным захватом нагружающий винто1796965 вой механизм, гайка которого установлена на корпусе с возможностью фиксированного поворота вокруг своей оси, платформу, установленную с воэможностью фиксированного поворота вокруг оси винта, и жестко связанную с пассивным захватом цилиндрическую пружину, установленную между платформой и одним из захватов, и привод вращения винта, включающий шестерню, закрепленную на винте. При вращении винтов происходит осевая и крутильная деформация испытуемого материала.

К недостаткам известного технического решения следует отнести невозможность бесступенчатого регулирования соотношения между окружной и осевой силами нагружения образца при помощи одного настроечного движенйя, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является нагружающее устройство для испытаний материалов на ползучесть при растяжении, совместном с кручением. Оно содержит привод планки, шкив, ось которого совпадает с направлением растягивающего усилия. ролики и обхватывак>щий ролики и шкив гибкий элемент с концами, закрепленными на одной из планок, и приспособление для изменения соотношения . между величинами растягивающего усилия и крутящего момента, Приспособление установлено по оси, совпадающей с направлением действия растягивающего усилия, и выполнено в виде жестко закрепленного на одной иэ планок гидроцилиндра со штоком, связанным с другой планкой, а ролики расположены на одной из планок кососимметрично по отношению к продольной оси симметрии планки.

К недостаткам этого нагружающего устройства следует отнести невозможность регулирования соотношения между окружной и осевой силами.

Целью изобретения является расширение диапазона прикладываемых усилий путем регулирования соотношения между окружной и осевой силами, Поставленная цель достигается тем. что устройство снабжено винтовым механизмом, жестко закрепленным на станине сектором-копиром с. градусной сеткой. выполненным в виде полукольца с двумя сквозными криволинейными прорезями, равноотстоящими от боковых граней сектора-копира и от его середины, планкой с двумя сквозными прорезями, расположенными вдоль ее оси, установленной на секторе-ко пире таким образом, что оси вращения роликов проходят через прорези планки и сектора-копирэ, и узлом нагружения, высоставляющая Fr и осевая составляющая Fa силы, которые связаны с усилием F<, а значит с силой тяжести 6 зависимостями

Fr = F в в а = G sin а ;

F,,= Fr cos а =G cos а

Таким образом, от действия сил Fr на диске 4 возникает вращающий момент Т р =

1= 2 Fr Rp,=2G sio Q Вд, где Рд-радиус диска. Данный момент передается на подвижный держатель 2 и испытуемый обраполненным в виде двух одинаковых грузов, жестко связанных с гибкими тягами, а винтовой механизм закреплен на секторе-копире так, что ось его винта совпадает с осью

5 держателя. а торец винта взаимодействует с боковой гранью планки.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, вид сбоку.

Устройство содержит закрепленные в

10 станине верхний неподвижный держатель 1 и нижний подвижный держатель 2, в которых установлен испытуемый образец 3. На нижнем конце подвижного держателя 2 установлен диск 4, на внешней части которого

5 диаметрально противоположно установлена пара радиальных поводковых пальцев 5, с которыми соединены одни.из концов гибких тяг 6 и 7, со свободными вертикальными.. концами которых соединен узел нагруже20 ния, выполненный в виде двух жестко связанных с гибкими тягами 6 и 7, одинаковой силы тяжести G грузов 8 и 9. Гибкие тяги 6 и

7 охватывают промежуточные ролики 10 и

11, оси 12 и 13 которых соответственно ус25 тановлены в криволинейных прорезях 14 и

15 сектора-копира 16 и прорезях 17 и 18 планки 19. Напротив нижнего торца планки

19 установлен винт 20, охватываемый гайкой 21, неподвижно связанной с сектором30 копиром 16. На нижнем конце винта расположен маховичок 22, На секторе-копире 16 также выполнена градусная сетка 23. по которой выставляется угол а между наклонными участками гибких тяг 6 и 7 и про35 дольной осью держателей 1 и 2 испытуемого образца 3.

Работа устройства заключается в следующем.

B держателях 1 и 2 закрепляется испытуемый образец 3. К нижним концам гибких тяг 6 и 7 подвешиваются грузы 8 и 9 одинаковой силы тяжести G. 8 результате этого в наклонном участке каждой гибкой тяги возникает усилие натяжения Fr равное величи45 не силы тяжести G груза 8(9). От действия усилия Еь нэ диске 4 возникают окружная

1796965 зец 3. Под действием момента Т р в испытуемом образце возникают напряжения кручения. Одновременно с этим на барабане возникает осевая сила P = 2 F> = 2 . О сов а . наличие которой приводит к возникновению в испытуемом образце 3 напряжений растяжения. При вращении маховичка 22 с винтом 20 в результате взаимодействия свободного торца винта с нижним торцом планки 19 последняя в зависимости от направления вращения винта поднимается вверх или опускается вниз, Вместе с планкой 19 вверх или вниз перемещаются ось 12 с роликом 10 и ось 13 с роликом 11. Поскольку ось 12 одновременно связана с прорезями 13 и 14, а ось 13 с прорезями 18,15, то вертикальное смещение планки 19 приводит к изменению угла а между наклонными участками гибких тяг 6 и 7 и продольной

Формула изобретения

Нагружающее устройство для испытаний материалов на ползучесть при растяжении совместно с кручением, содержащее станину, закрепленные на ней держатели для испытуемого образца, жестко связан. ный с одним из держателей диск, ось которого совпадает с осью держателей, параллельную станине и жестко связанную с ней планку, два ролика с осями вращения, установленные на планке с возможностью вращения так, что их оси вращения совпадают с осью планки, две гибкие тяги и узел нагружения, соединенный посредством гибких тяг, проходящих через ролики, с диском, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона прикладываемых усилий путем регулирования соотношения осью держателей 1 и 2, Таким образом, осуществляется бесступенчатое регулирование соотношения между окружной и осевой силами нагружения образца 3 при помощи

5 одного настроечного движения. При значении угла а - 90, т.к. при горизонтальном расположении участков гибких тяг между пальцами 5 и роликами 10 и 11 на диск 4 и испытуемый образец 3 действует только

t0 вращающий момент, т.е, при этом в испытуемом образце возникают только напряжения кручения. При уменьшении угла а в испытуемом образце уменьшаются напряжения кручения и увеличиваются напряже15 ния растяжения. При использовании в качестве образца 3 специальных пластмасс и их просвечивании видны картины напряженного состояния (поля напряженийй), 20 между окружной и осевой силами, устройство снабжено винтовым механизмом, жестко закрепленным на станине сектором-копиром с градусной сеткой, выполненным в виде полукольца с двумя. сквозными криволинейными прорезями, равноотстоящими от боковых граней сектора-копира и от его середины, планкой,с двумя сквозными прорезями, расположенными вдоль.ее оси, установленной на секторе-копире так, что оси вращения роликов проходят через прорези планки и сектора-копира, и узлом нагружения. выполненным в виде двух оди- . наковых грузов, жестко связанных с гибкими тягами, а винтовой механизм закреплен на секторе-копире так, что ось его винта совпадает с осью держателя, а торец винта взаимодействует с боковой гранью планки.

1796965

Составитель С.Нагорняк

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Шекмар

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 646 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5