RU1805328C - Способ испытани образцов материала на двухосное раст жение и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытатель ной технике, в частности к испытани м образцов в виде диска с ободом на двухосное циклическое раст жение, и позвол ет повысить информативность испытаний элементов тонкостенных конструкций,изготовленных из сплавов на основе алюмини  и работающих в переходных режимах, путем учета вли ни  изменени  вида напр женного состо ни  на долговечность элементов. Образец в виде диска с ободом размещают конической частью на опорных элементах, циклически нагружают пуансоном в центральной части и регистрируют параметры испытаний. Согласно изобретению в процессе циклического нагружени  измен ют в каждом цикле ориентацию площадок, на которых действуют главные напр жени , а со- отношение главных напр жений поддерживают посто нным в течение всего испытани . 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано при испытани х образцов листовых материалов на двухосное циклическое раст жение.

Целью предлагаемых решений  вл етс  приближение к услови м эксплуатации ус- талостных испытаний материалов изделий, работающих в переходных режимах.

На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - развертка круговой поверхности торца, опоры, где зачерненные кружочки это винтовые опорные элементы, предназначенные дл  реализации одного вида напр женного состо ни , а незачерненные - дл  другого вида напр женного состо ни .

Устройство дл  испытаний образцов в виде диска с ободом на двухосное циклическое раст жение содержит соосно установленные пуансон 1 и опору 2, состо щую из корпуса и двух групп опорных элементов 3 и 4, расположенных по периметру опоры 2 по синусоидальным законам и предназначенных дл  опирани  образца 5 конической частью б. Причем синусоида, образованна  одной группой опорных элементов 3, распо- ложена симметрично противоположно синусоиде , образованной другой группой опорных элементов 4.

. Опорные элементы 3 и 4 выполнены в виде винтов, размещенных с возможностью поступательного перемещени  с помощью направл ющих штифтов 7 и 8 на резьбе в

00

ы ю

гайках 9 и 10, и кинематически св заны между собой соответствующими механическими передачами вращательного движени  11 и 12, выполненными, например, в виде зубчатых шестерен, наход щихс  в зацеплении друг с другом. Кажда  из групп опорных элементов 3 и 4 св зана посредством одной из своих механических передач с приводом 13 посредством зубчатых реек 14 и 15, размещенных на направл ющих 16 и 17, и кри- вошипно-шатунного.механизма 18. Винты каждой пары зубчатых колес механических передач 11 и 12 выполнены с правой и левой резьбой, а элементы механических передач вращательного движени  соединены с вин- тами 3 и 4 посредством пружинно-куланко- вых муфт, причем одни из прлумуфт 19 и 20 установлены с возможностью вращени  в опоре 2 и соединены с элементами механических передач 11 и 12, а другие полумуфты 21 и 22 соединены с гайками 9 и 10 винтов посредством шпонов 23 и 24. Эти полумуфты размещены на гайках 9 и 10 с возможностью перемещени  и подпружинены в осевом направлении упругими элементами 25 и 26.

Устройство работает следующим образом .

Образец 5 располагают на одной из групп опорных элементов 3 и нагружают с помощью пуансона 1 посто нным усилием, в результате чего рабоча  часть образца 5 подвергаетс  действию главных напр жений en и СЈ , действующих по двум взаимно перпендикул рным направлени м.

Включением привода 13 кривошипно- шатунного механизма 18 привод тс  в поступательное перемещение рейки 14 и 15.

Перемещением рейки 15 ввод тс  во вращательное движение механические пе- редачи 12, зубчатые колеса группы опорных элементов 4, которые-не контактируют с образцом 5.

Св занные с механизмами передачами 12 посредством пружинно-кулачковых полу- муфт 20 и 22 гайки 10 привод тс  во вращение , а опорные элементы - винты 4 привод тс  в поступательное перемещение до момента их контактировани  с образцом 5. В этот момент времени образец 5 будет опиратьс  на две группы опорных элементов 3 и 4 одновременно. При дальнейшем вращении механических передач 12 этой группы опорных элементов пру- жинно-кулачковые полумуфты 20 и 22 про- скальзывают относительно лруг друга, е результате чего полумуфта 22, перемеща-  сь по гайке 10, сжима  пружину 26, выхо- . дит из контакта с полумуфтой 20,

св занной с механическими передачами 12, которые вывод тс  из вращательного движени .

Одновременно с этим рейка 14 входит в зацепление с механическими передачами 11 группы опорных элементов 3, наход щихс  изначально в контактировании с образцом 5, и опорные элементы 3 отвод тс  от образца 5, в результате чего образец 5 подвергаетс  действию главных напр жений, большее из которых теперь будет действовать по оси, где действовало в предыдущем цикле меньшее из главных напр жений. При дальнейшей работе привода 13 рейки 14 и 15 начинают перемещатьс  в противоположном направлении и цикл повтор етс .

Пример: изготовили образец 5 в виде диска с ободом из АМгб с размерами; рабоча  зона 060 мм, толщина 3 мм. Образец 5 располагали на группе элементов 3 опоры 2 и нагружали с помощью пуансона 1 посто нным усилием, в результате чего рабоча  часть образца 5 повергаетс  действию главных напр жений cri и Ой , действующих по двумвзаимноЪерпендику- л рным направлени м.

Включением привода 13 кривошипно- шатуиного механизма 18 привод тс  в поступательное перемещение рейки 14 и 15,

Перемещением рейки 15 ввод тс  во. вращательное движение механические передачи 12, зубчатые колеса группы опорных элементов 4, котора  не контактирует с образцом 5.

Св занные с механическими передачами 12 посредством пружинно-кулачковых муфт 20 и 22 гайки 10 привод тс  во вращение, а опорные элементы - винты 4 привод тс  е поступательное вращение до момента их контактировани  с образцом 5. В этот.момент времени образец 5 будет опиратьс  на две группы опорных элементов 3 и 4 одновременно. При дальнейшем вращении механических передач 12 этой группы опорных элементов муфты 20 и422 проскальзывают относительно друг друга, в результате чего муфта 22, перемеща сь по. гайке 10, сжима  пружину 26, выходит из контакта с муфтой 20, св занной с механическими передачами 12, которые вследствие этого перестают вращатьс . Одновременно с этим рейка 13 входит в зацепление с механическими передачами 11 группы опорных элементов 3, наход щейс  изначально в контактировании с об- разЦом 5, и эти опорные элементы 3 отвод тс  от образца 5, в результате чего образец 5 подвергаетс  действию главных

напр жений tn и с% , действующих в направлени х , соответственно перпендикул рных чем в предыдущем цикле.

При дальнейшей работе привода 13 рейки 14 и 15 начинают перемещатьс  в обратном направлении и цикл повтор етс .

Таким образом, в испытываемом образце циклически осуществл етс  поворот площадок , на которых действуют главные напр жени , при неизменном соотношении главных напр жений и при посто нной внешней нагрузке. И что особенно важно, образец 5 подвергаетс  сразу действию главных напр жений заданной величины, т.е. без их роста в процессе нагружени , как это имеет место при циклических испытани х по известным способам, сущность которых заключаетс , именно, в изменении нагрузки в каждом цикле.

Предлагаемый способ и установка дл  его осуществлени  позвол ют по сравнению с прототипом повысить информативность испытаний путем учета вли ни  изменени  вида напр женного состо ни  на долговечность элементов тонкостенных конструкций.

Ф о р м у л а и з о 6 р е те н и  

1. Способ испытани  образцов материала на двухосное раст жение, заключающийс  в том, что образец в виде диска с коническим ободом конической поверхностью размещают на опоре, нагружают его путем воздействи  на центральную часть его торцовой поверхности пуансона и определ ют его прочностный параметр, отличающийс  тем, что, с целью приближени  к услови м эксплуатации усталостных испытаний материалов изделий, работающих в

переходных режимах, нагружение осуществл ют циклически с изменением в каждом цикле ориентации площадок действи  главных напр жений, соотношение которых 5 поддерживают посто нным.

2. Устройство дл  испытани  образцов материала на двухосное раст жение, содержащее опору дл  размещени  образца и нагружатель, выполненный в виде пуансо0 на, отличающеес  тем, что, с целью приближени  к услови м эксплуатации усталостных испытаний материалов изделий, работающих в переходных режимах, устройство снабжено двум  группами устано5 вочных элементов, выполненных в виде радиально установленных по соответствующим синусоидам на опоре винтов, кинематически св занных друг с другом, приспособлением дл  осевого перемеще0 ни  винтов, выполненным в виде гаек, образующих с соответствующими винтами винтовые пары с противоположными направлени ми резьб в соответствующих группах, и двум  механическими передача5 ми вращательного движени , элементы предназначены дл  св зи с соответствующими винтами групп посредством соответствующих кулачковых муфт, одна из частей каждой из которых установлена с возможно0 стыо вращени  на опоре, а друга  соединена с соответствующей гайкой, установлена с возможностью осевого перемещени  и подпружинена в осевом направлении, и привода, выполненного в виде кривошипно5 шатунного механизма и св занных с ним двух реек, предназначенных дл  попеременного взаимодействи  с соответствующими механическими передачами вращательного движени .

0

шт.i

ФИГ. Й