RU1826025C

RU1826025C - Stand for fatigue tests of specimens

Info

Publication number: RU1826025C
Application number: SU904888556A
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Власов
Original assignee: Ухтинский индустриальный институт
Priority date: 1990-12-07
Filing date: 1990-12-07
Publication date: 1993-07-07

Abstract

Изобретение относитс к установкам дл испытани образцов на усталость. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей путем обеспечени возможности испытани образцов не только при многоимпульсном пульсирующем на-, гружении, но при многоимпульсном знакопеременном нагружении в каждом цикле. .На основании размещена цепна передача с набором звездочек 5-7 различных радиусов и 8 - 10 равных радиусов. Звездочка 5 прикреплена к платформе 4, приводимой во вращение приводом 2 через вал 3. Звездоч Л ки 5-7 соединены с кулисами 12 с помощью осей. Другие концы кулис соединены осью 13 с фиксатором их положени . Звездочки 8-10 соединены с другими кулисами 12, прикрепленными к основанию, и исключают прогибы пр молинейных участков цепи 11. На звень х цепи 11 закреплены активные захваты дл образцов и направл ющие 15 дл инерционных масс с пассивными захватами, Снаружи на кулисах 20 закреплены стаканы 22 с пружинами, поджатыми винтами. Усили пружин передаютс через ролики 27 на пассивные захваты, вызыва сжатие образцов. Усили раст жени на образцах создаютс при огибании ими звездочек 5-7. Установка требуемого числа звездочек заданных радиусов, выбор масс и скорости движени цепи 11 позвол ют формировать цикл с требуемым числом импульсов заданных длительностей с уровней как при пульсирующем, так и при знакопеременном нагружении. 4 ил. / с ю о о ю ел FIELD OF THE INVENTION This invention relates to fatigue testing systems. The purpose of the invention is to expand the functionality by making it possible to test samples not only with multi-pulse pulsating loading, but with multi-pulse alternating loading in each cycle. . Based on a chain drive with a set of stars 5-7 different radii and 8 - 10 equal radii. The sprocket 5 is attached to the platform 4, driven by the drive 2 through the shaft 3. The sprockets 5-7 are connected to the wings 12 using axles. The other ends of the wings are connected by an axis 13 with a lock of their position. Sprockets 8-10 are connected to other wings 12 attached to the base and exclude deflection of straight sections of chain 11. Active links for samples and guides 15 for inertial masses with passive grips are fixed to links of chain 11, glasses are fixed on the wings 20 outside 22 with springs preloaded by screws. The spring forces are transmitted through the rollers 27 to passive grips, causing compression of the samples. Tensile stresses on the samples are created when they round stars 5-7. Setting the required number of sprockets of predetermined radii, the choice of masses and the speed of movement of the circuit 11 make it possible to form a cycle with the required number of pulses of predetermined durations from levels under both pulsating and alternating loading. 4 ill. / s u o o y e

Description

Изобретение относитс к испытательной технике, а именно к установкам дл испытани образцов на усталость.The invention relates to a testing technique, and in particular to facilities for testing samples for fatigue.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей путем обеспечени возможности испытаний образцов не олько при многоимпульсном пульсирующем нагружении в каждом цикле, но и при многоимпульсном знакопеременном нагружении в каждом цикле.The purpose of the invention is to expand the functionality by making it possible to test samples not only with multi-pulse pulsating loading in each cycle, but also with multi-pulse alternating loading in each cycle.

На фиг.1 представлена схема установки (вид сверху); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - две направл ющие с инерционными массами и одно нагружающее устройство.Figure 1 presents the installation diagram (top view); figure 2 is a section aa in figure 1; in Fig.Z - section bB in Fig.1; Fig. 4 shows two guides with inertial masses and one loading device.

Установка содержит основание 1. Привод 2 св зан валом 3 с поворотной платформой 4, к которой прикреплена звездочка 5. Наборы звездочек 5-7 различных радиусов и 8 - 10 одинаковых радиусов образуют с роликовой цепью 11 цепную передачу. Звездочки 5-10 установлены на конце кулис 12, в пазах которых установлены оси 13 и 14 с фиксаторами положени кулис. По периметру цепи 11 закреплены направл ющие 15, к которым прикреплены активные захваты 16, В направл ющие 15 установлены инерционные массы 17, шарнирно соединенные с пассивными захватами 18. В захватах 16 и 18 закреплены образцы 19.The installation comprises a base 1. The drive 2 is connected by a shaft 3 with a rotary platform 4 to which an asterisk is attached 5. A set of sprockets 5-7 of different radii and 8-10 of the same radius form a chain gear with the roller chain 11. Sprockets 5-10 are mounted on the end of the link 12, in the grooves of which are mounted the axles 13 and 14 with the clips of the position of the link. Guides 15 are fixed along the perimeter of the chain 11, to which active grippers 16 are attached. In the guides 15, inertial masses 17 are mounted pivotally connected to the passive grippers 18. Samples 19 are fixed in the grippers 16 and 18.

Кулисы 20, в пазах которых установлены оси 21 с фиксаторами положени кулис, соединены с основанием 1. К другим концам кулис 20 жестко прикреплены стаканы 22, в которых расположены пружины 23, одними концами упирающиес в винты 24, служащие дл поджата пружин 23, а другими - в торцы поршней 25. На штоках 26 установлены ролики 27, периодически взаимодействующие с массами 17, выступающие части которых из направл ющих 15 выполнены в форме шаровых кулачков. Звездочки 8-10 воспринимают усили пружин 23, исключа при этом прогибы цепи в местах зацеплени звездочек 8 - 10 с цепью 11.The wings 20, in the grooves of which the axles 21 are mounted with the clamps for the position of the wings, are connected to the base 1. At the other ends of the wings 20, cups 22 are rigidly fixed, in which the springs 23 are located, resting at one end against the screws 24, which serve to preload the springs 23, and others - to the ends of the pistons 25. Rollers 27 are mounted on the rods 26, periodically interacting with the masses 17, the protruding parts of which from the guides 15 are made in the form of ball cams. The sprockets 8-10 receive the forces of the springs 23, excluding the deflections of the chain at the points of engagement of the sprockets 8-10 with the chain 11.

Инерционные массы 17 соединены с пассивными захватами 18 шарнирно с той целью, чтобы образцы 19 испытывали только сжатие при контактировании роликов 27 с инерционными массами 17.The inertial masses 17 are connected to the passive grippers 18 pivotally so that the samples 19 experience only compression when the rollers 27 are in contact with the inertial masses 17.

Установка работает следующим образом . .Installation works as follows. .

Подбирают необходимые наборы звездочек 5 - 7 и соответственно 8 - 10, число которых в каждом наборе равно требуемому числу импульсов в каждом цикле нагруже- ни . Устанавливают в захваты 16 и 18 образцы 19 Устанавливают пр молинейные участки цепи пропорционально временам задержки в следовании импульсов и закреп0The necessary sets of sprockets 5 - 7 and, accordingly, 8 - 10 are selected, the number of which in each set is equal to the required number of pulses in each loading cycle. Set samples 19 and 19 in grips 16. Install linear sections of the circuit in proportion to the delay times in the pulse and fix

55

00

л ют кулисы 12 на оси 13 так, чтобы звездочки 5 - 7 ограничивали собой пр молинейные участки. Против средин пр молинейных участков цепи устанавливают звездочки 8-10 с соответствующими кулисами так, чтобы они выходили в зацепление, но не создавали усили на цепь, и после этого закрепл ют, кулисы на оси 14.the scenes 12 are bent on the axis 13 so that the sprockets 5 - 7 limit themselves to straight sections. Sprockets 8-10 are mounted against the midpoints of the linear sections of the chain with the corresponding wings so that they engage but do not exert force on the chain, and after that the wings are fixed on the axis 14.

Винтами 24 создают в пружинах 23 усили , определ емые скоростью вращени и радиусом предшествующей звездочки и наименьшей инерционной массой 17, котора устанавливаетс в направл ющей 15 так, что соответствующий предшествующей звездочке ролик 27, наход сь на вершине шарового кулачка наименьшей инерционной массы, создает между дном стакана 22 и поршнем 25 незначительный зазор и все усилие пружины 23 передаетс на образец 19. Под действием этого усили пружина 23 получает осадку Я , так что в образце 19, соединенном с наименьшей инерционной массой 17, усилие раст жени равн етс усилию сжати .The screws 24 create forces in the springs 23, which are determined by the rotation speed and radius of the previous sprocket and the lowest inertial mass 17, which is installed in the guide 15 so that the roller 27 corresponding to the previous sprocket, located on top of the ball cam of the lowest inertial mass, creates between the bottom cup 22 and the piston 25, a slight clearance and the entire force of the spring 23 is transmitted to the sample 19. Under the action of this force, the spring 23 receives a precipitate I, so that in the sample 19 connected to the smallest inertial mass 17 , the tensile force equals the compressive force.

Допустим, что следующа инерционна масса 17 (фиг.4) в два раза больше наименьшей . Усилие раст жени в образце 19, соединенном с этой инерционной массой, при вращении ее вокруг той же звездочки возрастает в два раза, Эта инерционна масса устанавливаетс в направл ющей 15 так, что при контактировании с роликом 17 подожмет пружину 23 на величину А , И тогда усилие раст жени в зтом образце 19 будет равн тьс усилию Сжати . Разность наибольшей и наименьшей инерционных масс будет пропорциональна высоте кулачка h. Наибольша высота кулачка h определ етс из услови прочности штока 26 и возможности перемещени ролика 27 по кулачку инерционной массы 17, Таким образом, чтобы усили раст жени образцов равн лись усили м сжати , длины выступающих частей масс 17 из направл ющих 15 должныAssume that the next inertial mass 17 (Fig. 4) is two times the smallest. The tensile force in the sample 19 connected to this inertial mass doubles when it rotates around the same sprocket. This inertial mass is set in the guide 15 so that when it contacts the roller 17, it will spring 23 by the value of A, and then the tensile force in this sample 19 will be equal to the compressive force. The difference between the largest and smallest inertial masses will be proportional to the cam height h. The maximum cam height h is determined from the condition of the strength of the rod 26 and the possibility of the roller 27 moving along the cam of the inertial mass 17, so that the tensile forces of the samples are equal to the compressive forces, the lengths of the protruding parts of the masses 17 from the guides 15 should

55

00

55

00

55

00

55

быть пропорциональны их массам.be proportional to their masses.

Включают двигатель и через привод 2 и вал 3 сообщают поворотной платформе 4 вращательное движение. При этом цепь приходит в движение. В образцах, движущихс по окружност м около звездочек 5 - 7, создаютс за счет инерционных масс 17 усили раст жени , а в образцах, инерционные массы которых контактируют с роликами 27, создаютс усили сжати . Таким образом , образцы, испытываютс при многоимпульсном знакопеременном нагружении в каждом цикле. При расслабленных пружинах 23 образцы испытываютс при многоимпульсном пульсирующем нагружении вThe engine is turned on and through the drive 2 and the shaft 3 inform the rotary platform 4 of the rotational movement. In this case, the chain starts to move. In samples moving in circles around the sprockets 5-7, tensile forces are created due to inertial masses 17, and compression forces are created in samples whose inertial masses are in contact with rollers 27. Thus, the samples are tested under multi-pulse alternating loading in each cycle. With relaxed springs 23, samples are tested under multi-pulse pulsating loading in

каждом цикле.every cycle.

Скорость цепи определ етс требуемой частотой нагружени , При этот частота на- гружени пропорциональна скорости, а усили в образцах при огибании звездочек пропорциональны квадрату скорости и массе 17, но обратно пропорциональны радиусу звездочки. Таким образом, выбор скорости цепи, числа звездочек, их радиусов, масс 17 и соотношени длин пр молинейных участков цепи позвол ет устанавливать частоту нагружени , число импульсов в цикле, их уровни и времена задержек между импульсами .The chain speed is determined by the required loading frequency. At this load frequency is proportional to the speed, and the forces in the samples when they bend around the sprockets are proportional to the square of the speed and mass 17, but inversely proportional to the radius of the sprocket. Thus, the choice of the chain speed, the number of sprockets, their radii, masses 17, and the ratio of the lengths of the linear sections of the chain makes it possible to set the loading frequency, the number of pulses in the cycle, their levels, and the delay times between pulses.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A fatigue testing apparatus comprising a base, a centrifugal loading device placed thereon, including a rotary platform, inertial masses, a chain transmission with sprockets of different diameters, one of which is attached to the rotary platform, wings, at the ends of which the axles of the corresponding sprockets are fixed, and the axis installed in the grooves of the wings of the rocker with a lock of the position of the wings of the wings relative to the axis, coaxial active and passive grips of the samples, the active of which are associated with second platform means of a chain, and passive associated with respective

by inertial masses, and guides attached to the transmission circuit along its perimeter for the corresponding inertial masses, characterized in that, in order to expand the functionality by providing testing of samples not only with multi-pulse pulsating loading in each cycle, but also with multi-pulse alternating loading in each cycle, it is equipped with additional wings, sprockets of the same diameter, the axes of which are fixed at the ends of the corresponding additional wings, fixed 5 on the base the axle, the clamp securing the position of the wings relative to this axis, w additional loading devices, each of which includes a glass 0 rigidly connected to the corresponding wings, a screw mounted on one end of the glass, a piston installed in the glass, placed in a cup spring, which abuts against the screw at one end and the piston end 5 at the other, and a roller fixed with its axis on the piston rod and designed to interact with inertial masses, which are made in the form of a piston lacquer with a spherical surface and connected 0 articulated with the corresponding passive captures of the samples.

FIG. about.

Bb

& 23 22

figure 3

B

jEOLJ.

22 g

Fa 4