Устройство для испытания трубчатых образцов при двухкомпонентном нагружении

Устройство для испытания трубчатых образцов при двухкомпонентном нагружении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

СоциалиСтических

Республик

«»957050 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.03.81 (21) 3254781/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 01 N 3/10

//G 01 N 3/36

Гевударствеиимй квмитет

СССР (53) УДК 620.172:

178 3(088 8) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень №33

Дата опубликования описания 17.09.82 вв делам иэвбретеиий и етврмтий (72) Авторы изобретения

В. А. Шерстнев и У. Т. Касымов

Ленинградский ордена, Ленина политехнически им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБЧАТЫХ

ОБРАЗЦОВ ПРИ ДВУХКОМПОНЕНТНОМ НАГРУЖЕНИИ

Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к устройствам для испытания образцов в условиях плоского напряженного состояния при монотонном и циклическом нагружении.

Известно устройство для испытания образцов при сложных путях нагружения, содержащее силопередающий блок, соединенные с ним источник давления среды и пульсатор, и связанный с силопередающим блоком активный и пассивный захваты для образца (1).

Недостатком данного устройства является отсутствие средств, позволяющих осуществлять в процессе испытания быстрый переход с одного пути нагружения на другой, что существенно для исследования законов деформирования вязко-пластичных материалов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для испытания трубчатых образцов при двухкомпонентном нагружении, содержащее трехкамерный гидроцилиндр со шток-поршнем, источник давления среды, связанный с гидроцилиндром поГ средством кранов, неподвижный и закрепленный на штоке-поршне подвижный захваты для образца. Захваты для образца выполнены жесткими в виде втулки с гайками 12).

Недостатком устройства является низкая точность испытаний вследствие предрасположенности конструкции с жесткими захватами к появлению начальных напряжений и ошибок в создании нагрузок, а также вследствие невозможности реализации в чистом виде кольцевого растяжения образца, а также ограниченность диапазона испытаний по частоте ввиду отсутствия в устройстве средства, обеспечивающего синфазность гидравлических импульсов при высокочастотном циклическом нагружении.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона испытаний.

Указанная цель достигается тем, что устройство для испытания трубчатых образцов при двухкомпонентном нагружении, содержащее трехкамерный гидроцилиндр со штокпоршнем, источник давления среды, связанный с гидроцилиндром посредством кранов, и закрепленный на штоке-поршне подвиж957050

Формула изобретения

55 ный и неподвижный захваты для образца, снабжено фазорегулятором, выполненным в виде связанного с трехкамерным гидроцилиндром и источником давления среды четырехкамерного гидроцилиндра с подпружиненным поршнем, регулируемого фрикциона, взаимодействующего с поршнем, линейного дросселя и квадратичного дросселя, соединяющих между собой соответственно средние и крайние камеры четырехкамерного гидроцилиндра, а захваты выполнены в виде закрепляемых на торцах образца сферических шарниров с каналами и штуцерами для передачи давления в полость образца, при этом диаметры штуцеров равны диаметру штока трехкамерного гидроцилиндра.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема фазорегулятора.

Устройство содержит трехкамерный гидроцилиндр 1 со шток-поршнем 2, источник 3 давления среды, связанный с гидроцилиндром l посредством кранов 4 — 6, закрепленный на шток-поршне 2 подвижный 7 и неподвижный 8 захваты для образца 9, выполненные в виде закрепляемых на торцах образца 9 сферических шарниров 10 с каналами ll и штуцерами 12, причем диаметры последних равны диаметру штока 2 трехкамерного гидроцилиндра 1, фазорегулятор 13, выполненный в виде связанного с трехка мерным гидроцилиндром 1 и источником 3 давления среды посредством крана 4 четырехкамерного гидроцилиндра !5 с поршнем 16 и пружиной 17, регулируемого фрикциона 8, взаимодействующего с поршнем 16 линейного дросселя 19 и квадратичного дросселя 20, соединяющих между собой соответственно средние и крайние камеры четырехкамерного гидроцилиндра 15, коллектор 21 рабочей среды и тензостанцию 22, связанную с осциллографом

23 и двумя тензомесдозами 24 и 25, установленными соответственно в цепях осевого и кольцевого нагружения образца 9.

Устройство работает следующи м образом.

Для создания осевого растягивающего усилия подают рабочую жидкость от источника 3 через кран 4 в верхнюю камеру трехкамерного гидроцилиндра 1. Средняя камера при этом подключена посредством крана 5 к коллектору 21. Для создания осевого сжимающего усилия краны 4 и 5 ставятся в положение, при котором среда от источника 3 подается в среднюю камеру гидроцилиндра 1. Создание кольцевого растяжения обеспечивается подачей давления во внутреннюю полость образца 9 через нижнюю камеру гидроцилиндра 1 и сквозное отверстие в штоке 2. Ввиду равенства диаметра штуцера 12, а, следовательно, и внутреннего диаметра образца 9 диаметру штока 2 осевые усилия.при этом оказывают5

40 ся скомпенсированными. Установка образца 9 с помощью сферических шарниров 10 благоприятствует снижению сил трения и позволяет вести испытания как в режиме монотонного, так и цилиндрического нагружения. При испытании на высоких частотах используют фазорегулятор 13, принцип действия которого основан на имитации сил сопротивления в цепи кольцевого растяжения — динамического сопротивления массы поршня 16 и дополнительных сил сопротивления: вязкого (ветвь с дросселем 19) и сухого (фрикцион 18) . Масса и размеры поршня 16 выбираются в зависимости от необходимого соотношения напряжений в осевом .и кольцевом направлениях. Когда это соотношение равно + 1, диаметр поршня 16::,d1) и его масса (m ) соответственно равны диаметру (d) и массе (m) штока-поршня 2.

В этом случае колебания поршней 2 и 16 происходят с одинаковой амплитудой, благодаря чему обеспечивается одинаковое инерционное сопротивление. Фазорегулирование состоит в сведении к минимуму площади

1 петли гистерезиса на экране осциллографа 23 путем регулировки дросселя 19 и фрикциона 18. Дроссель 20 служит в фазорегуляторе 13 фильтром переменной составляющей рабочего давления. Этот дроссель совместно с пружиной 17 выполняет функцию компенсатора натеканий в цепи кольцевого растяжения, который не допускает значительных монотонных перемещений поршня

16 относительно среднего положения. Рабочим колебаниям поршня 16, амплитуда которых существенно меньше регулируемых монотонных перемещений, пружина 17 выполненная с переменной жесткостью, практического сопротивления не оказывает.

Изобретение позволяет обеспечить быстрый переход с одного пути нагружения на другой, высокую точность при статическом нагружении, а также строгую синфазность изменения напряжения в образце при плоском напряженном состоянии в условиях кратковременного (ударом) и длительного циклического нагружения.

Устройство для испытания трубчатых образцов при двухкомпонентном нагружении, содержащее трехкамерный гидроцилиндр со шток-поршнем, источник давления среды, связанный с гидроцилиндром посредством кранов, неподвижный и закрепленный на штоке-поршне подвижный захват для образца, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона испытаний, оно снабжено фазорегулятором, выполненным в виде связанного с трехкамерным гидроцилиндром и источником давления среды четырехкамерного

957050

0m

0m а уГ фиг. 1 фиг. Я

Составитель В. Тальвойш

Редактор Л. Гратилло Техред A. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 6585/30 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гидроцилиндра с подпружиненным поршнем, регулируемого фрикциона, взаимодействующего с поршнем, линейного дросселя и квадратичного дросселя, соединяющих между собой соответственно средние и крайние камеры четырехкамерного гидроцилиндра, а захваты выполнены в виде закрепляемых на торцах образца сферических шарниров с каналами и штуцерами для передачи давления в полость образца, при этом диаметры штуцеров равны диаметру штока трехкамерного гидроцилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проблемы точности. Киев, «Наукова думка», 1976, № 12, с. 111.

2. Авторское свидетельство СССР № 697870, кл. G 01 N 3/l8, 1978 (прототип).