CZ37528U1 - Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace - Google Patents
Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace Download PDFInfo
- Publication number
- CZ37528U1 CZ37528U1 CZ2023-41188U CZ202341188U CZ37528U1 CZ 37528 U1 CZ37528 U1 CZ 37528U1 CZ 202341188 U CZ202341188 U CZ 202341188U CZ 37528 U1 CZ37528 U1 CZ 37528U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- carrying
- bending
- test
- fatigue test
- jaws
- Prior art date
Links
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 title claims description 27
- 238000005452 bending Methods 0.000 title claims description 24
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 39
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Chemical group 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009658 destructive testing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Chemical group 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/20—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady bending forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
- G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
- G01M5/005—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems
- G01M5/0058—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems of elongated objects, e.g. pipes, masts, towers or railways
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0001—Type of application of the stress
- G01N2203/0005—Repeated or cyclic
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0023—Bending
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
- G01N2203/0067—Fracture or rupture
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
- G01N2203/0073—Fatigue
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
- G01N2203/0641—Indicating or recording means; Sensing means using optical, X-ray, ultraviolet, infrared or similar detectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace
Oblast techniky
Technické řešení se týká zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace pro zkušební tělesa kruhového průřezu, zejména drátů, při kterém se zkušební těleso opakovaně zatěžuje a tím se simuluje chování daného materiálu při běžném užití v určitém časovém rozsahu, s cílem získání informací o mechanických vlastnostech materiálu během zatěžování a vyhodnocení životnosti materiálů strojních součástí.
Dosavadní stav techniky
Z dosavadního stavu techniky jsou známy metody a zařízení pro provádění zkoušky únavy ohybem, které spočívají v cyklickém zatěžování vzorku napětím menším, než je mez kluzu materiálu, neboť únava materiálu vzniká u součástí, které jsou v provozu namáhány opakovaným zatížením menším než mez kluzu materiálu, ale vyšším než je mez únavy. O únavě materiálu mluvíme tehdy, pokud počet zatěžovacích cyklů dosáhne statisíců, miliónů a více. U takto zatížených součástí se může následně objevit trhlina, která se pomalu šíří, až dojde k lomu součásti, tzv. únavovému lomu, který je charakteristický tím, že mu nepředchází žádná plastická deformace a součást praskne. Trhliny vznikají v místech koncentrace napětí, tedy v místech vrubů. Únavové zkoušky probíhají na zkušebních vzorcích hladkých nebo opatřených vrubem, kde vrub je jakákoli změna průřezu a vlastností materiálu, například zápich, otvor, závit, velká drsnost povrchu, svar, trhlina, materiálová vada či jiná změna vlastností materiálu.
Z patentového spisu CZ 304 633 „Zařízení pro únavové zkoušky ohybem“ pro zkoušení zkušebních těles s vrubem, je známo zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem, které mimo jiné obsahuje vodící pouzdro pro upnutí zkušebního tělesa, které je umístěno v kleci a ve vodícím pouzdru je umístěno upínací pouzdro pro sevření zkušebního tělesa. Ke kleci je připojen vodorovný a svislý třmen, které slouží pro monitorování průběhu zatížení v obou zatěžovacích osách pohybu s rámem zařízení. Uvedený spis poskytuje naprosto odlišné technické řešení od přihlašovaného řešení.
Z přihlášky užitného vzoru CZ 2016-32591 „Přípravek pro víceosé neproporcionální zatěžování v podmínkách nízkocyklové únavy“ je známo řešení, které se týká upínání válcových vzorků pro kombinované namáhání tah-krut za pokojových a zvýšených teplot. Přípravek obsahuje spodní a horní nástavec, které jsou uzpůsobeny na jednom konci k připevnění zkušebního vzorku o válcovém tvaru, a na druhém konci jsou uzpůsobeny k připevnění do zkušebního stroje. Uvedený spis poskytuje naprosto odlišné technické řešení od přihlašovaného vynálezu, a shodně tak patentový spis CZ 304 633 „Přípravek k upevnění zkušebních vzorků v testovacím zařízení pro kontaktně únavové zkoušky materiálů“, který je určen k upevnění zkušebních vzorků v testovacím zařízení pro kontaktně únavové zkoušky materiálu. Přípravek sestává z nosného a přítlačného prstence, které zajišťují vzájemně soustředné uložení a sevření ve směru osy nosné hřídele. Nosný i přítlačný prstenec jsou opatřeny soustavou po obvodu pravidelně rozmístěných půlkruhových lůžek, které vytvářejí při kompletaci přípravku shora otevřené válcové dutiny pro vkládání zkušebních vzorků.
Z přihlášky užitného vzoru CN212301150U „The microcomputer controls bending fatigue test bench of hydraulic pipeline member“ je známo řešení využití mikrokontroléru k řízení tlaku oleje v pístu, který zajišťuje zatěžování rotujícího zkoumaného vzorku.
Z přihlášky užitného vzoru CN211740855U „Full-size marine pipeline resonance rotary bending fatigue testing machine“ je známo zařízení určené k provádění únavové zkoušky za rotace pro lodní
- 1 CZ 37528 U1 potrubí, kdy během rotace zkoušeného vzorku jsou měřeny vibrace zkoušeného vzorku pomocí frekvenčního kontroléru.
Z patentového spisu CN101221108A „Rotating and bending corrosion fatigue testing device“ je známo zařízení pro provádění únavové zkoušky za rotace vzorků podléhající korozi. Během zkoušení vzorku je zkoumaným vzorkem rotováno a zároveň pomocí čerpadla a trysky aplikován roztok způsobující korozi.
Stávající zařízení uzpůsobené k provádění zkoušky ohybem tedy typicky sestává z motoru, hnacího vřetena a opěrného ložiska. Zkoumaný vzorek, zpravidla tyč, je uložen mezi hnací vřeteno a opěrné ložisko, přičemž vzorek je upnut k hnacímu vřetenu a dle potřeby zkoušky mohou být tato tělesa opatřena koncentrátory napětí (vrub, otvor nebo osazení). Nevýhodou tohoto řešení je, že zkoumané vzorky musí být z výroby rovné. V případě testování například drátu, který je z výroby přirozeně ve tvaru kruhu a určitém poloměru křivosti, je nutné nejprve drát narovnat, poté jej upnout a zkoušet. Při narovnávání drátu však dochází k plastické deformaci a tím k zásadní změně mechanických vlastností zkoumaného vzorku.
Podstata technického řešení
Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace, založené na principu počítačově řízeného cyklického zatěžování a softwarového vyhodnocení naměřených hodnot obsahující rám, na kterém jsou upevněny dvě čelisti pro uchycení zkušebního tělesa, podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že každá čelist je poháněna samostatným elektromotorem a jejich rotační pohyb je vzájemně synchronní.
Je účelné, aby se rám sestával z nejméně jedné pevné části a z nejméně jedné pohyblivé části, přičemž pohyblivá část je uzpůsobena pro změnu polohy z vertikální do horizontální.
Dále je účelné, aby vzájemný úhel vektorů os čelistí byl libovolně volitelný v rozsahu 0° až 270°.
Je výhodné, aby čelisti byly uzpůsobeny pro změnu polohy po upínací liště.
Je výhodné, aby zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace bylo opatřeno snímačem síly, a rovněž je výhodné, aby bylo opatřeno snímačem pro detekci lomu zkušebního tělesa.
Je účelné, aby zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace obsahovalo propojení s počítačem, za účelem sledování, záznamu či následného dopočtu potřebných veličin pro stanovení materiálových charakteristik.
Objasnění výkresů
Na obrázku č. 1 je schematicky zobrazeno zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace.
Na obrázku č. 2 je zařízení zobrazeno v bočním pohledu, kdy pohyblivá část, resp. čelisti jsou ve svislé poloze. Na obrázku č. 3 je zobrazen pohyb pohyblivé části rámu a na obrázku č. 4 je zobrazeno umístění pohyblivé části rámu, resp. čelistí ve vodorovné poloze.
Na obrázku č. 5 je vyobrazen čelní pohled na čelisti ve vodorovné poloze.
- 2 CZ 37528 U1
Příklad uskutečnění technického řešení
Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace založené na principu počítačově řízeného cyklického zatěžování a softwarového vyhodnocení naměřených hodnot obsahuje rám 1, na kterém jsou upevněny dvě čelisti 2, 2' pro uchycení zkušebního tělesa 3, dle tohoto technického řešení spočívá v tom, že každá čelist 2, 2' je poháněna samostatným elektromotorem 4, 4' a jejich rotační pohyb je vzájemně synchronní.
Ve výhodném provedení je rám 1 tvořen pevnou částí 11 a pohyblivou částí 12, jež jsou spolu vzájemně spojeny, přičemž pohyblivá část 12 je uzpůsobena pro překlopení z vertikální polohy do horizontální polohy. Rám 1 je příkladně představen jako hliníková či ocelová konstrukce.
Ve výhodném provedení je na rámu 1 upravena upínací lišta 13, jež umožňuje změnu polohy upínacích čelistí 2, 2ý
Příkladně je upínací lišta 13 umístěna na pohyblivé části 12 rámu a při překlopení pohyblivé části 12 do vodorovné polohy je tak umožněno obsluze pohodlně a bezpečně upnou zkušební těleso 3 do čelistí 2, 2\
Čelisti 2, 2' se na upínací listě 13 mohou posouvat ve vodorovné ose a tím je možné měnit jejich vzájemnou vzdálenost a rovněž je možné měnit úhel, který čelisti 2, 2' spolu svírají.
Princip zkoušení na předloženém technickém řešení, zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace probíhá tak, že pohyblivá část rámu 12 je překlopena do vodorovné polohy. Do čelistí 2, 2' je upnuto zkušební těleso 3, příkladně je upnut drát o průměru 0,90 mm, zkušební délce 230 mm, modulu pružnosti E = 210 000 MPa.
Vzájemný úhel čelistí 2, 2' pro zkoušení je volen 120°, přičemž velikost úhlu je volena v závislosti na požadavcích zkoušení, resp. dle zadané zkušební délky drátu.
Pohyblivá část 12 rámu je pak překlopena do vertikální polohy a to tak, že osy čelistí 2, 2' spolu s upnutým zkušebním tělesem 3 směřují dolů, čímž je eliminováno působení gravitační síly na zkušební těleso 3 a ovlivnění získaných výsledků zkoušení nežádoucím bočním ohybem tíhou vzorku.
Poté je zařízení spuštěno a čelisti 2, 2' začnou synchronně rotovat a zkušební těleso 3 je otáčeno okolo své osy.
Průběh zatížení zkušebního tělesa 3 je měřen snímačem síly 5, přičemž tyto hodnoty jsou zaznamenávány prostřednictvím počítače s potřebným obslužným softwarem, variantně jsou ze získaných hodnot stanoveny další veličiny.
Po dosažení lomu a jeho detekování snímačem 6 detekování lomu a/nebo po dosažení požadovaného počtu cyklů zkoušení je zařízení automaticky ihned zastaveno.
Průmyslová využitelnost
Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace podle předkládaného technického řešení, založené na principu počítačově řízeného cyklického zatěžování a softwarového vyhodnocení naměřených hodnot, je možné využívat ve zkušebních laboratořích a vědeckých pracovištích provádějících destruktivní zkoušení pro získání informací o mechanických vlastnostech materiálů, zejména drátů.
Claims (6)
1. Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace založené na principu počítačově řízeného cyklického zatěžování a softwarového vyhodnocení naměřených hodnot obsahující rám (1), na kterém jsou upevněny dvě čelisti (2), (2') pro uchycení zkušebního tělesa (3), vyznačující se tím, že každá čelist (2), (2') je poháněna samostatným elektromotorem (4), (4') a jejich rotační pohyb je vzájemně synchronní.
2. Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace podle nároku 1, vyznačující se tím, že rám (1) se sestává z nejméně jedné pevné části (11) a z nejméně jedné pohyblivé části (12), přičemž pohyblivá část (12) je uzpůsobena pro změnu polohy z vertikální do horizontální.
3. Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace podle některého z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vzájemný úhel vektorů os čelistí (2), (2') je v rozsahu 0° až 270°.
4. Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že čelisti (2), (2') jsou uzpůsobeny pro změnu polohy po upínací liště (13).
5. Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že je opatřeno snímačem síly (5).
6. Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že je opatřeno snímačem (6) pro detekci lomu zkušebního tělesa (3).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CZ2021/000040 WO2022152333A1 (en) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | Device for performing rotating bending fatigue test |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ37528U1 true CZ37528U1 (cs) | 2023-12-01 |
Family
ID=82448009
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2023-289A CZ2023289A3 (cs) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace |
| CZ2023-41188U CZ37528U1 (cs) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2023-289A CZ2023289A3 (cs) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (2) | CZ2023289A3 (cs) |
| SK (1) | SK1082023A3 (cs) |
| WO (1) | WO2022152333A1 (cs) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB520230A (en) * | 1938-09-15 | 1940-04-18 | Ernst Lukacs | Method of and apparatus for improving metal bars |
| CN101221108A (zh) * | 2008-01-30 | 2008-07-16 | 中国科学院力学研究所 | 一种旋转弯曲腐蚀疲劳实验装置 |
| CN107340190B (zh) * | 2017-08-24 | 2023-05-05 | 吉林大学 | 用于高频疲劳试验的多级静动态耦合力学加载装置 |
-
2021
- 2021-08-19 SK SK108-2023A patent/SK1082023A3/sk unknown
- 2021-08-19 WO PCT/CZ2021/000040 patent/WO2022152333A1/en active Application Filing
- 2021-08-19 CZ CZ2023-289A patent/CZ2023289A3/cs unknown
- 2021-08-19 CZ CZ2023-41188U patent/CZ37528U1/cs active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2023289A3 (cs) | 2024-04-10 |
| SK1082023A3 (sk) | 2024-01-10 |
| WO2022152333A1 (en) | 2022-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7509882B2 (en) | Multiaxial universal testing machine | |
| JP2007510151A6 (ja) | 多軸万能試験機 | |
| CZ304633B6 (cs) | Zařízení pro únavové zkoušky ohybem | |
| CN211652407U (zh) | 一种便携式压痕法力学性能在役测试仪 | |
| US5693890A (en) | Modular alignment device for tensile load frame | |
| CN110108548B (zh) | 一种用于显微硬度测试的夹具 | |
| CZ37528U1 (cs) | Zařízení pro provádění únavové zkoušky ohybem za rotace | |
| KR20170116800A (ko) | 비틀림 시험장치 | |
| KR101271933B1 (ko) | 피로 시험기를 이용한 용접구조물의 피로 특성 평가방법 | |
| RU166759U1 (ru) | Машина для испытания образцов на фрикционно-механическую усталость | |
| RU201820U1 (ru) | Установка для испытаний образцов на усталость | |
| CN112161879B (zh) | 温压环境下静态半圆盘三点弯曲断裂韧性测量装置及方法 | |
| RU199129U1 (ru) | Измеритель прочности сцепления волокон композитного стрежня | |
| CN220829436U (zh) | 岩石磨蚀试验模块及岩石磨蚀性指数试验系统 | |
| RU2750620C1 (ru) | Установка для испытания изделий на длительную прочность | |
| JPWO2020184197A1 (ja) | 材料試験機および接続治具 | |
| CZ2023320A3 (cs) | Způsob provádění únavové zkoušky ohybem za rotace | |
| RU2735713C1 (ru) | Стенд для проведения статических и циклических испытаний крестообразных образцов | |
| RU2790337C2 (ru) | Установка для испытаний образцов на усталость | |
| RU2717571C1 (ru) | Устройство для испытания пластинчатого образца на усталостную прочность | |
| CN116840036A (zh) | 一种单轴拉伸试验夹具 | |
| CZ31515U1 (cs) | Zařízení pro měření pevnosti švů textilních materiálů při víceosém namáhání | |
| RU2284494C2 (ru) | Способ стендовых испытаний натуральных образцов штанг и моделей штанг на усталостную прочность | |
| CZ35076U1 (cs) | Přenosné zařízení k provádění instrumentované zkoušky tvrdosti | |
| RU2568333C1 (ru) | Устройство для испытания образцов на изгиб |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20231201 |