Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 19.05.1975 76078 KI. 42k, 34/04 MKP G01n3/34 3l5LiOTtKA Uf 2 4-J Twórcywynalazku: Jerzy Lipka, Lucjan Bukowski Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Maszyna rezonansowa do badania próbek na zmeczeniowe zginanie Przedmiotem wynalazku jest maszyna rezonansowa przeznaczona do badan zmeczeniowych na zginanie próbek wykonanych z materialów sprezystych.Znane sa maszyny rezonansowe stosowane do wymienionego celu. W maszynach tych próbka badana mocowana jest jednym koncem do korpusu maszyny, drugim zas jest zacisnieta w uchwycie odpowiednio uksztaltowanego obciaznika, który wprawiany jest w ruch drgajacy za pomoca elektromagnesów. Sily dynamiczne obciaznika dzialajace na koniec próbki wywoluja pozadane obustronne zginanie próbki. Miara obciazenia zmeczeniowego próbki jest kat obrotu obciaznika wzgledem jego polozenia spoczynkowego.Konstrukcja dotychczas znanych maszyn ma pewne niedogodnosci wynikajace ze sposobu zamocowania i obciazenia próbki. Przy badaniach zmeczeniowych próbek pozadane jest, aby ich ksztalt byl mozliwie latwy do wykonania, a sposób obciazenia zapewnial prosty i jednorodny stan naprezen na dlugosci pomiarowej próbki.Wysiegnikowy sposób zamocowania próbek, zastosowany w omawianych maszynach polegajacy na utwierdzeniu jednego konca zas obciazaniu drugiego nie rozwiazuje tego problemu. Niekorzystne sa równiez sily dynamiczne wystepujace w koncu utwierdzonym próbki, które musza byc zrównowazone reakcjami korpusu maszyny co powoduje przenoszenie sie drgan na podloze.Pewnym ograniczeniemobszaru zastosowan tych maszyn jest brak mozliwosci wzorcowania ugiecia próbki w funkcji momentu gnacego.Celem wynalazku jest zbudowanie maszyny rezonansowej do badania próbek na zmeczeniowe zginanie przy równoczesnym rozszerzeniu zakresu jej zastosowan w badaniach zjawiska zmeczenia materialów. Dla osiagniecia tego celu postawiono zadanie skonstruowania takiego ukladu zamocowania i obciazenia próbki w maszynie, który pozwoli dokonywac wzorcowania statycznego maszyny i kontroli poziomu obciazenia próbki podczas pracy maszyny, a jednoczesnie zapewni jednorodny stan naprezen gnacych na calej dlugosci pomiarowej próbki o stalej szerokosci, oraz w którym drgania elementów ruchomych maszyny nie beda sie przenosily na jej korpus.W maszynie wedlug wynalazku próbka zamocowywana jest jednym i drugim koncem w zaciskach dwóch, poddawanych drganiom, obciazników o równych sobie masach i momentach bezwladnosci. Ociazniki te zawie-2 76 078 szone sa na dwóch równoleglych, korzystnie pionowych tasmach, polaczonych z korpusem maszyny, i w pozycji, w której ich osie geometryczne bezwladnosci. Obciazniki te zawieszone sa na dwóch równoleglych, korzystnie pionowych tasmach, polaczonych z korpusem maszyny i w pozycji, w której ich osie geometryczne przechodza przez srodki ciezkosci tych obciazników. Dzieki temu obciazniki moga byc wprawiane w ruch drgajacy obrotowy o kierunkach przeciwnych wzgledem siebie powodujac zginanie obustronne próbki o kat równy katowi obrotu jednego obciaznika wzgledem drugiego, a sily i reakcje dynamiczne dzialajace na próbke i obciazniki sa wewnetrznie ujemnie zrównowazone. Zawieszenie, obciazników na dwóch pionowych tasmach ulatwia rozwiazanie ukladu wzorcowania maszyny.Maszyne wyposazono w uklad optyczny skladajacy sie ze zródla swiatla, zestawu lusterek przymocowa¬ nych sztywno do obciazników oraz ekranu korzystnie z podzialka. Uklad ten sluzy do kontroli amplitudy drgan obciazników i do sztywnego wzorcowania maszyny. Uklad obciazenia statycznego do wzorcowania maszyny rozwiazany jest nastepujaco: w kazdym z poddawanych drganiom obciazników wykonane jest urzadzenie mocu¬ jace koncami wsporniki, polaczone z koncami poziomej belki za pomoca korzystnie ciegiel lub sprezystych tasm, a na polowie jej dlugosci posiada urzadzenie obciazajace belke wzorcowymi obciaznikami. Uklad ten zapewnia zginanie próbki stalym wzdluz jej1 rozpietosci momentem gnacym, a wartosc tegD momentu jest okreslona wymiarami geometrycznymi ukladu obciazenia oraz masa zawieszonego ciezarka, co zapewnia wysoka dokladnosc obciazenia.Maszyna wedlug wynalazku charakteryzuje sie malym zapotrzebowaniem mocy do wzbudzenia drgan, lekkimkorpusem, malymi wymiarami i spokojna praca bez drgan korpusu. Zastosowany uklad optyczny pozwa¬ la na dokladny pomiar ugiecia próbki zarówno podczas wzorcowania jak i podczas drgan. Uklad belkowo-obcia- znikowy zapewnia wysoka dokladnosc statycznego wzorcowania maszyny. Dzieki zastosowaniu tasm sprezystych w ukladzie zawieszenia i obciazenia wyeliminowano tarcie we wszystkich elementach ruchomych.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 uwidacz¬ nia schemat ogólny maszyny w rzucie bocznym, w stanie gotowym do badan zmeczeniowych; fig. 2 — szczegól maszyny wedlug powyzszego schematu, w stanie przygotowanym do wzorcowania.Próbka 1, jak pokazano na fig. 1, umocowana jest swoimi koncami w dwóch, poddawanych drganiom, obciaznikach 2, które zawieszone sa na cienkich sprezystych tasmach 3 równoleglych do siebie i usytuowanych pionowo, z ich osiami przebiegajacymi przez srodki ciezkosci tych obciazników. Do kazdego z nich przymo¬ cowane jest lusterko 5, 6 optycznego ukladu pomiarowego wyposazonego ponadto w zródlo swiatla 4 i ekran 7 z podzialka.Podczas wzorcowania statycznego plamka na ekranie 7 wychyla sie proporcjonalnie do momentu gnacego, zas podczas badan zmeczeniowych, a wiec drgan — rozciaga sie w smuge swietlna, której dlugosc jest propor¬ cjonalna do kata ugiecia konców próbki wzgledem siebie. Na czas wzorcowania do obciazników 2 przykrecone sa wsporniki 8 (fig. 2), które polaczone sa za pomoca cienkich tasm sprezystych 9 z belka 10, na której, w jej srodku geometrycznym, zawieszona jest szalka z nakladanymi obciaznikami wzorcowymi 11. Drgania maszyny sa podtrzymywane za pomoca elektromagnesów 12 polaczonych elektrycznie na przyklad z ukladem regulowanego przerywacza.W przykladzie wykonania uwidoczniono równiez uklad przewidziany do obciazania próbki skladowa stala momentu gnacego. Sklada sie on ze sruby 13, która napina sie sprezyne 14 polaczona z obciaznikami 2 za pomoca cienkich tasm 15 i belki 16. PL PL