CS200236B2

CS200236B2 - Testing equipment for fatigue tests of materials during unsymmetrical load course

Info

Publication number: CS200236B2
Application number: CS379878A
Authority: CS
Inventors: Leon Jamroz; Henryk Achtelik
Original assignee: Wyzsza Szkola Inzynierska
Priority date: 1977-06-16
Filing date: 1978-06-12
Publication date: 1980-08-29
Also published as: PL112497B1; PL198959A1; DD136544A5

Description

Vynález se týká zkuěebního zařízení pro únavové zkoušky materiálů při nesymetrickém průběhu zatížení.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a fatigue test apparatus for asymmetric loading.

Je známo zařízení pro únavové zkoušky prováděné na vzorku materiálu, který je namáhán současně ohybem a zkrutem. Podstatnou částí tohoto zařízení je oscilátor, na jehož hřídeli jsou nasazena ramena s nevyváženými závažími. Známé zařízení dále sestává z hřídelů, na nichž jsou upevněna polokruhová vedení zkušebního vzorku a inerční kotouče.There is known a fatigue testing device carried out on a sample of a material which is simultaneously subjected to bending and torsion. An essential part of this device is an oscillator, on the shaft of which the arms with unbalanced weights are mounted. The known apparatus further comprises shafts on which semicircular test line guides and inertial disks are mounted.

Tímto zařízením je sice možno provádět únavové zkoušky na zkušebních vzorcích materiá lů, které jsou současně zatěžovány jak na ohyb, tak i na zkrut, a to v libovolném úhlu urču jícím polohu vzorku vzhledem k středové ose zařízení v rozmezí poměru ohýbacího momentu k momentu zkrutovém od nuly do nekonečna, jeho nevýhoda však spočívá v tom, že na něm lze provádět únavové zkoušky pouze kyvadlovým zatěžováním, a tedy symetrickými cykly.Although this device is able to perform fatigue tests on test specimens of materials that are simultaneously loaded on both bending and torsion, at any angle determining the position of the specimen with respect to the center axis of the device in the range of the ratio of bending moment to torque from However, its disadvantage is that fatigue tests can only be carried out by pendulum loading and thus symmetrical cycles.

Další podstatnou nevýhodou tohoto zařízení je omezená možnost změny tvaru zkušebního vzorku v důsledku jeho namáhání, poněvadž zkušební vzorek je pevně upnut v přístroji oběma svými konci, které jsou sevřeny ve dvou vedeních. Zkušební vzorek rovněž není vzhledem k tomuto uspořádání posuvný ve směru své podélné osy.A further significant disadvantage of this device is the limited possibility of changing the shape of the test specimen due to its stress, since the test specimen is firmly clamped in the apparatus by its two ends, which are clamped in two guides. Due to this arrangement, the test piece is also not displaceable in the direction of its longitudinal axis.

Uvedené nedostatky odstraňuje zkušební zařízení pro únavové zkoušky podle vynálezu, umožňující provádění zkoušek i při nesymetrickém průběhu zatížení, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že sestává z páky spojené na jednom konci se zkušebním vzorkem, který je svým druhým koncem upnut v otočné hlavici, přičemž druhý konec páky je epojen pomocí kloubu jednak ae zdvihátkem zatšžovaelho zařízeni, jednak s táhlem, uchyceným k oscilátoru Oscilátor je podle vynálezu tvořen kotoučem, který je otočně uložen na pružině a na kterém 200236 jeou uložena výstředníková závaží. Zařízení podle vynálezu umožňuje nejen provádSt únavové zkoušky na zkušebním vzorku namáhaném současně ohybem a zkrutem, nýbrž dovoluje libovolné neeoumšrné zatížení zkušebního vzorku, přičemž zachovává všechny výhody shora zmíněného známého zařízení. Zařízením podle vynálezu je možno získat libovolný počet dvojic bodů, z nichž lze sestavit diagram meze únavy při střídavém namáhání.These drawbacks are overcome by the fatigue test device according to the invention, which makes it possible to carry out the tests even under unsymmetrical load behavior, the principle being that it consists of a lever connected at one end to a test specimen which is clamped at its other end in a rotating head the other end of the lever is connected by means of a hinge on the one hand and by the tappet of the load device and on the other hand with a rod attached to the oscillator The oscillator according to the invention consists of a disc rotatably supported on a spring and eccentric weights. The device according to the invention not only allows fatigue tests to be carried out on a test specimen simultaneously subjected to bending and torsion, but also allows any uneven load on the test specimen while maintaining all the advantages of the aforementioned known device. Any number of point pairs can be obtained with the device according to the invention, from which the fatigue limit diagram for alternating stresses can be constructed.

Přiklad provedení zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkresu.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown schematically in the attached drawing.

Zařízení podle vynálezu sestává z otočného ovládače 1 a z pružiny fa zatěžovaciho zařízeni 12» která působí přes zdvihátko fa na kloub fa spojující páku 2 s táhlou fa. Páka 2 je na jedpom evám konci opatřena upínacím prvkem 15. Jeden konec zkušebního vzorku JJ je uložen v neznázornšné hlavici, která umožňuje zmšnu úhlu mezi podélnou osou vzorku JJ a pé kou 2 v rozmezí od nuly do 90°.The device according to the invention consists of a rotary actuator 1 and a spring fa of a load device 12 which acts via a tappet fa on a joint fa connecting the lever 2 to the rod fa. The lever 2 is provided with a clamping element 15 at one end. One end of the test piece 11 is housed in a head (not shown) which allows the angle between the longitudinal axis of the sample 11 and the lever 2 to be varied from zero to 90 °.

Druhý konec vzorku 14 je spojen s pákou 2 upínacím prvkem 15,. Páka 2 3® spojena kloubem fa a zdvihátkem fa se zatšžovacím zařízením 12, připevněného šrouby J k základně J, jíž prochází zdvihátko fa. Zatštovacl zařízení 17 zatěžuje trvale páku 2« Táhlo £ j® napojeno na oscilátor 18 sestávající z kotouče 10. na němž jsou na sobš uložena výstředníkové závaží 2 a který je otočnš uložen na pružinš 11. Oscilátor 18 je poháněn řemenem 12 od elektro motoru 13. připevněného k podstavci 16.The other end of the sample 14 is connected to the lever 2 by a clamping element 15, 15. The lever 23 is connected by a joint fa and a tappet fa to a load device 12, fastened by screws J to the base J through which the tappet fa passes. The blocking device 17 permanently loads the lever 2 '. The rod 10 is connected to an oscillator 18 consisting of a disc 10 on which an eccentric weight 2 is supported and which is rotatably mounted on a spring 11. The oscillator 18 is driven by a belt 12 from the electric motor 13. attached to the pedestal 16.

Zařízení podle vynálezu pracuje tak, že se otočením otočného ovládače 1 nestaví předpětí pružiny 2 zatěžovaciho zařízení 17. které působí prostřednictvím zdvihátka fa na kloub fa, rameno 2 a zkušební vzorek JJ, uložený jedním koncem do otočné hlavice, druhým koncem do upínacího prvku 15,. Předpětím pružiny 2 nastaveným otočným ovládačem 1 se vyvolává ohybový moment zkušebního vzorku JJ. Uvedením kotouče JJ2 oscilátoru 12 do otáčivého pohybu od elektromotoru 13 se pomocí výstředníkových závaží fa tento pohyb, který se neustále mění přenášení na páku 2, upínací prvek JJ a na zkušební vzorek JJ, který se střídavě zkrucuje a vyrovnává. Asymetrického zatížení se dosahuje kombinací účinku výstředníkového závaží 9 a předpětím pružiny fa zatěžovaciho zařízení 17 otočného ovládače J. Ze získaných hodnot ohybu a zkrutu ve dvojicích libovolných bodů lze sestavit diagram znázorňující únavu zkušebního vzorku JJ namáhaného současně ohybem i zkrutem.The device according to the invention works in such a way that the biasing of the spring 2 of the loading device 17 which does not act on the joint fa, the arm 2 and the test piece 11 by one end in the swivel head and the other end in the clamping element 15 . By biasing the spring 2 with the rotary control 1 set, the bending moment of the test piece 11 is induced. By moving the oscillator disc 12 in a rotational motion from the electric motor 13, this movement, which constantly changes the transmission to the lever 2, the clamping element 11 and the test sample 11, which alternately twists and aligns, is moved by eccentric weights f. The asymmetric load is achieved by combining the effect of the eccentric weight 9 and biasing the spring f and the loading device 17 of the rotary actuator J. From the obtained values of bending and torsion in pairs of arbitrary points, a diagram showing fatigue of the test specimen.

Zkušebního zařízení podle vynálezu lze využit v laboratořích pro výzkum materiálů.The test device according to the invention can be used in laboratories for material research.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Material fatigue test apparatus for asymmetric load loading characterized in that it consists of a lever (7) connected at one end to a test piece (14) which is clamped at its other end in a rotatable head, the other end of the lever ( 7) is connected by means of a joint (6) to both the tappet (5) of the loading device (17) and to the rod (8) attached to the oscillator (18).

Testing device according to claim 1, characterized in that the oscillator (18) is formed by a disc (10) which is rotatably mounted on a spring (11) and on which an eccentric weight (9) is supported.

1 sheet of drawings

Severography, n. P., Plant 7. Most