RU186813U1 - Installation for testing the strength of a thin-walled cylindrical specimen with non-trivial properties in a complex stress-strain state - Google Patents
Installation for testing the strength of a thin-walled cylindrical specimen with non-trivial properties in a complex stress-strain state Download PDFInfo
- Publication number
- RU186813U1 RU186813U1 RU2018108754U RU2018108754U RU186813U1 RU 186813 U1 RU186813 U1 RU 186813U1 RU 2018108754 U RU2018108754 U RU 2018108754U RU 2018108754 U RU2018108754 U RU 2018108754U RU 186813 U1 RU186813 U1 RU 186813U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- installation
- loading unit
- sample
- axial
- unit
- Prior art date
Links
Images
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
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
Abstract
Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована для проведения механических испытаний тонкостенного цилиндрического образца из интеллектуальных материалов в условиях сложного термомеханического воздействия, в том числе и материалов с эффектом памяти форм и конструкций на их основе. Установка состоит из жесткой рамы с основанием, узла осевого нагружения, верхнего и нижнего захвата (держателя), узла нагружения статическим кручением, узла нагружения циклическим кручением, тензометрического узла. Установка дополнительно снабжена устройством для термического нагружения, выполненным в виде нагревательного элемента, размещенного внутри образца; причем установка выполнена с возможностью охлаждения образца, а узел осевого нагружения выполнен в виде червячного редуктора и передачи «винт-гайка», состоящей из разрезной гайки и ходового винта, размещенных в основании жесткой рамы. Технический результат: повышение информативности исследований при осевой нагрузке, крутящей нагрузке, совместно осевой и крутящих нагрузках, циклическом нагреве и охлаждении. 1 ил.The utility model relates to testing equipment and can be used to conduct mechanical tests of a thin-walled cylindrical sample of intelligent materials under complex thermomechanical effects, including materials with a shape memory effect and structures based on them. The installation consists of a rigid frame with a base, an axial loading unit, an upper and lower grip (holder), a static torsion loading unit, a cyclic torsion loading unit, and a strain gauge unit. The installation is additionally equipped with a device for thermal loading, made in the form of a heating element placed inside the sample; moreover, the installation is made with the possibility of cooling the sample, and the axial loading unit is made in the form of a worm gear and a screw-nut transmission, consisting of a split nut and a lead screw located at the base of the rigid frame. Effect: increase the information content of studies under axial load, torsional load, jointly axial and torsional loads, cyclic heating and cooling. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована для проведения механических испытаний тонкостенного цилиндрического образца с нетривиальными свойствами в условиях сложного термомеханического воздействия, в том числе и материалов с эффектом памяти форм и конструкций на их основе.The utility model relates to testing equipment and can be used to conduct mechanical tests of a thin-walled cylindrical sample with non-trivial properties under complex thermomechanical effects, including materials with a shape memory effect and structures based on them.
Известно техническое решение «Установка для испытания образцов из материалов с эффектом памяти формы при сложном термосиловом нагружении», содержащее корпус, узел осевого нагружения, узел нагружения статическим кручением, измеритель деформации, узел нагружения циклическим кручением, тензометрический узел, устройство для нагрева и охлаждения образца, (патент RU 137120, опубл.27.01.2014, бюл. №3)Known technical solution "Installation for testing samples from materials with the effect of shape memory under complex thermo-force loading", comprising a housing, an axial loading unit, a static torsion loading unit, a strain gauge, a cyclic torsion loading unit, a strain gauge unit, a device for heating and cooling the sample, (patent RU 137120, publ. 27.01.2014, bull. No. 3)
Недостатками установки являются: низкая информативность, связанная с отсутствием возможности испытаний по произвольным траекториям в полях напряжений и деформаций из-за того, что узел осевого нагружения не дает возможности плавно изменять значение осевой нагрузки; невозможность осуществлять термомеханические испытания в условиях сложного напряженно-деформированного состояния как при нагружении в пространстве напряжений, так и в пространстве деформаций; невозможность осуществлять пропорциональное нагружение, многозвенные траектории нагружения, траектории деформирования с постоянной и переменной кривизной в пространстве деформаций и в пространстве напряжений; невозможность обеспечения равномерного нагрева образца водяной системой нагрева для испытаний, что не позволяет с полной уверенностью обеспечить заданное термическое нагружение.The disadvantages of the installation are: low information content, due to the lack of the ability to test on arbitrary trajectories in the fields of stresses and strains due to the fact that the axial loading unit does not allow to smoothly change the value of the axial load; the inability to carry out thermomechanical tests in a complex stress-strain state both under loading in the stress space and in the strain space; the inability to carry out proportional loading, multi-link loading trajectories, strain trajectories with constant and variable curvature in the space of strains and in the space of stresses; the inability to ensure uniform heating of the sample with a water heating system for testing, which does not allow us to ensure the specified thermal loading with full confidence.
Задача полезной модели состоит в повышение информативности исследований при осевой нагрузке, крутящей нагрузке, совместно осевой и крутящих нагрузках, циклическом нагреве и охлаждении.The objective of the utility model is to increase the information content of studies under axial load, torsional load, jointly axial and torsional loads, cyclic heating and cooling.
Поставленная задача достигается тем, что установка для испытания на прочность тонкостенного цилиндрического образца с нетривиальными свойствами в условиях сложного напряженно-деформированного состояния, состоящая из жесткой рамы с основанием, узла осевого нагружения, верхнего и нижнего захвата (держателя), узла нагружения статическим кручением, узла нагружения циклическим кручением, тензометрического узла, согласно полезной модели установка дополнительно снабжена устройством для термического нагружения, выполненным в виде нагревательного элемента, размещенного внутри образца для испытания; системой охлаждения, выполненной в виде вентилятора, установленного на штативе, а узел осевого нагружения выполнен в виде червячного редуктора и передачи «винт-гайка», состоящей из разрезной гайки и ходового винта, размещенных в основании жесткой рамы.The task is achieved in that the installation for testing the strength of a thin-walled cylindrical specimen with non-trivial properties in the conditions of a complex stress-strain state, consisting of a rigid frame with a base, an axial loading unit, an upper and lower gripper (holder), a static torsion loading unit, a unit loading by cyclic torsion, strain gauge node, according to a utility model, the installation is additionally equipped with a device for thermal loading, made in the form of heating an integral element placed inside the test specimen; a cooling system made in the form of a fan mounted on a tripod, and the axial loading unit is made in the form of a worm gear and a screw-nut transmission, consisting of a split nut and a lead screw located at the base of the rigid frame.
На фиг. приведена схема установки (вид спереди).In FIG. Installation diagram (front view) is shown.
Установка для испытания на прочность тонкостенного цилиндрического образца с нетривиальными свойствами в условиях сложного напряженно-деформированного состояния содержит жесткую раму состоящую из основания 1, колонн 2, верхней траверсы 3; узел осевого нагружения, состоящий из: динамометра 4, верхнего захвата 5, нижнего захвата 6, нижней траверсы 9, направляющих втулок 10, ходового винта 11 и разрезной гайки 12, образующих передачу «винт-гайка» и червячного редуктора 20; образец для испытания 7; узел нагружения статическим кручением, состоящий из: динамометра 4, верхнего захвата 5, нижнего захвата 6, блока кручения 8, редукторов 15; узел нагружения циклическим кручением, состоящий из: динамометра 4, верхнего захвата 5, нижнего захвата 6, блока кручения 8, редукторов 15; коробку передач 13; электромагнитную муфту 14; управляющую ЭВМ 16 и блок управления 17; ременную передачу 18; асинхронный электродвигатель 19; устройство термического нагружения 21, выполненного в виде нагревательного элемента; систему охлаждения, выполненную в виде вентилятора (на рисунке не указана).Installation for testing the strength of a thin-walled cylindrical specimen with non-trivial properties in a complex stress-strain state contains a rigid frame consisting of a
Испытания образца можно осуществить следующим образом: подготовленный образец с помощью установки подвергается воздействию циклического нагрева и охлаждения, осевого нагружения и нагружения кручением и совместного измерения при этих испытаниях осевой деформации и деформации кручения.Testing the sample can be carried out as follows: the prepared sample is subjected to cyclic heating and cooling, axial loading and torsion loading, and joint measurement of axial and torsional deformation during these tests.
Установка работает следующим образом: основание 1, колонны 2 и верхняя траверса 3 составляют жесткую раму машины. В верхней траверсе 3 укреплен динамометр 4. Установка снабжена сменными захватами 5,6. Осевая нагрузка на образец для испытания 7 передается через верхний захват 5, закрепленный на динамометре 4 и нижний захват 6, установленный на блоке кручения 8. Блок кручения 8 закреплен на нижней траверсе 9, которая перемещается на направляющих втулках 10 по колоннам 2 при помощи ходового винта 11. При рабочем ходе винту 11 сообщается поступательное перемещение от червячного редуктора 20, расположенного в основании жесткой рамы 1 и разрезной гайки 12, предназначенной для выбора люфта в соединении винт-гайка, что необходимо при закрепленном нагружении. Вращение червячному редуктору 20 передается от коробки передач 13, обеспечивающей соотношение чисел оборотов выходного вала 1:1, 1:10, 1:100, 1:1000, 1:10000. Крутящий момент на коробку передач 13 от асинхронного электродвигателя 19 происходит через ременную передачу 18.The installation works as follows:
Температурное воздействие на образец для испытания 7 осуществляется при помощи нагревательного элемента 21, содержащего нихромовую спираль, устанавливаемого внутри образца. НЭ помещается внутрь образца перед установкой его в захваты. Для обеспечения равномерного нагрева между НЭ и стенками образца помещается слой медной фольги, которая также выполняет функцию уплотнителя. Для предотвращения нагрева элементов установки и потери тепла между нижним захватом и динамометром устанавливаются фторопластовые прокладки. Система охлаждения служит для быстрого понижения температуры рабочей части образца. Охлаждающим элементом является вентилятор, установленный на штативе на расстоянии не более 0,1 м от поверхности образца. Сочетание асинхронного электродвигателя 19 и коробки передач 13 позволяет получить весьма широкий диапазон скоростей нагружения от 0, 005 до 100 мм/мин. Вторичный вал коробки передач 13 связан с червячным редуктором 20 через электромагнитную муфту 14. Крутящий момент на образец для испытания 7 передается с помощью блока кручения 8, нагрузка на шкив которого передается через тросовый привод от редукторов 15. Нагружение образца для испытания 7 осевой силой, крутящим моментом и температурным воздействием осуществляется при помощи ЭВМ 16 через блок управления 17 с использованием средств автоматизации. Блок управления 17 работает следующим образом: программа эксперимента, содержащая информацию о режиме управления (по нагрузкам или деформациям), типе и количестве участков траектории вводится с клавиатуры в оперативную память ЭВМ 16. На блоке управления 17 оператор устанавливает параметры эксперимента. В ходе эксперимента оператор имеет возможность, при необходимости, изменять параметры не прерывая самого процесса.The temperature effect on the
Нагружение образца осевой силой осуществляется следующим образом: электродвигатель 19 через ременную передачу 18 и коробку передач 13 создает крутящий момент, который передается на ходовой винт 11, создающий осевую силу. Осевая сила передается на нижнюю траверсу 9, блок кручения 8, нижний захват 6 и на образец 7, растягивая или сжимая его. Верхний захват 5, в который вкручен образец 7, прикреплен к динамометру 4, который, в свою очередь, закреплен на верхней траверсе 3 и воспринимает нагрузки.The sample is loaded with axial force as follows: the
Нагружение образца статическим кручением осуществляется следующим образом: усилие от редукторов 15 по средствам тросового привода передается на шкив блока кручения 8 и нижний захват 6, закручивая его по или против часовой стрелке.Static torsion loading of the sample is carried out as follows: the force from the
Нагружение циклическим кручением происходит аналогично нагружению статическим кручением, с разницей в том, что закручивание образца 7 по часовой и против часовой стрелке происходит последовательно и повторяется необходимое число раз.Loading by cyclic torsion occurs similarly to loading by static torsion, with the difference that the twisting of
Температурное воздействие на образец для испытания 7 осуществляется при помощи нагревательного элемента 21, содержащего нихромовую спираль, устанавливаемого внутри образца. НЭ помещается внутрь образца перед установкой его в захваты.The temperature effect on the
Использование предлагаемой полезной модели позволит выполнить построение произвольных траекторий как в пространстве деформаций, так и в пространстве напряжений, что даст возможность проводить более полные и корректные исследования процессов деформации с целью изучения термомеханических характеристик материалов, прогнозировать и управлять формированием качества изделий, что обеспечит эффективность технологических процессов и создание методов исследования интеллектуальных материалов, обладающих уникальными свойствами: эффектами памяти формы, пластичности превращения, обратимой памяти формы, реактивными напряжениями и др. в условиях сложного напряженно-деформированного состояния. Оригинальный блок управления позволяет осуществлять термомеханические испытания в условиях сложного напряженно-деформированного состояния как при нагружении в пространстве напряжений, так и в пространстве деформаций; позволяет осуществлять пропорциональное нагружение, многозвенные траектории нагружения, траектории деформирования с постоянной и переменной кривизной в пространстве деформаций и в пространстве напряжений.Using the proposed utility model will allow the construction of arbitrary trajectories both in the space of deformations and in the space of stresses, which will make it possible to conduct more complete and correct studies of deformation processes in order to study the thermomechanical characteristics of materials, to predict and control the formation of product quality, which will ensure the efficiency of technological processes and the creation of research methods for intelligent materials with unique properties: effects shape memory transformation plasticity, reversible shape memory, reactive voltages et al. in conditions of complex stress-strain state. The original control unit allows thermomechanical testing in a complex stress-strain state both under loading in the stress space and in the strain space; allows proportional loading, multi-link loading trajectories, deformation trajectories with constant and variable curvature in the space of deformations and in the space of stresses.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108754U RU186813U1 (en) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Installation for testing the strength of a thin-walled cylindrical specimen with non-trivial properties in a complex stress-strain state |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108754U RU186813U1 (en) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Installation for testing the strength of a thin-walled cylindrical specimen with non-trivial properties in a complex stress-strain state |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU186813U1 true RU186813U1 (en) | 2019-02-04 |
Family
ID=65270160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018108754U RU186813U1 (en) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Installation for testing the strength of a thin-walled cylindrical specimen with non-trivial properties in a complex stress-strain state |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU186813U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198041U1 (en) * | 2020-02-21 | 2020-06-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Installation for testing a tube sample for thermal fatigue |
CN113075056A (en) * | 2021-03-31 | 2021-07-06 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | Static torsion strength test auxiliary device |
CN113237762A (en) * | 2021-01-07 | 2021-08-10 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | Rock tension-compression ring shear test method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04118542A (en) * | 1990-09-10 | 1992-04-20 | Keihin Hatsujo Kk | Heat cycle fatigue test device for shape memory alloy and heat cycle fatigue test method |
RU2292030C1 (en) * | 2005-07-13 | 2007-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Device for testing specimen made of shape memory material |
JP4118542B2 (en) * | 2001-09-17 | 2008-07-16 | 本田技研工業株式会社 | Step device |
RU2476854C2 (en) * | 2011-01-11 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Test setup of specimen from material with shape memory, at complex stress condition |
RU137120U1 (en) * | 2013-07-05 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | INSTALLATION FOR TESTING SAMPLES FROM MATERIAL WITH EFFECT OF MEMORY OF FORM UNDER COMPLEX THERMAL POWER LOADING |
-
2018
- 2018-03-12 RU RU2018108754U patent/RU186813U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04118542A (en) * | 1990-09-10 | 1992-04-20 | Keihin Hatsujo Kk | Heat cycle fatigue test device for shape memory alloy and heat cycle fatigue test method |
JP4118542B2 (en) * | 2001-09-17 | 2008-07-16 | 本田技研工業株式会社 | Step device |
RU2292030C1 (en) * | 2005-07-13 | 2007-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Device for testing specimen made of shape memory material |
RU2476854C2 (en) * | 2011-01-11 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Test setup of specimen from material with shape memory, at complex stress condition |
RU137120U1 (en) * | 2013-07-05 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | INSTALLATION FOR TESTING SAMPLES FROM MATERIAL WITH EFFECT OF MEMORY OF FORM UNDER COMPLEX THERMAL POWER LOADING |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198041U1 (en) * | 2020-02-21 | 2020-06-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Installation for testing a tube sample for thermal fatigue |
CN113237762A (en) * | 2021-01-07 | 2021-08-10 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | Rock tension-compression ring shear test method |
CN113075056A (en) * | 2021-03-31 | 2021-07-06 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | Static torsion strength test auxiliary device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU186813U1 (en) | Installation for testing the strength of a thin-walled cylindrical specimen with non-trivial properties in a complex stress-strain state | |
CN107607390B (en) | Variable-temperature tension-torsion composite load material mechanical property in-situ test device and method | |
CN2879172Y (en) | High temperature material mechanics performance testing machine | |
CN110715862A (en) | Instrument and method for testing mechanical properties of material under tension-torsion composite-force-heat coupling working condition | |
CN109163982A (en) | A kind of thermal environment bilateral loading equipment and test method | |
WO2023109454A1 (en) | Variable-temperature fatigue test device | |
Le Saux et al. | An energetic criterion for the fatigue of rubbers: an approach based on a heat build-up protocol and μ-tomography measurements | |
CN109060552A (en) | A kind of thermal environment rebound test equipment and test method | |
CN107314935B (en) | A kind of double drawing experimental rigs of universal testing machine change load ratio of gear structure formula | |
CN112857989A (en) | Pipe in-situ mechanical property testing device under service working condition | |
CN112326451A (en) | High-temperature multi-axis loaded mechanical response and fracture limit detection device and method | |
CN107505213B (en) | Novel small punch test device and test method thereof | |
Vahapoglu et al. | Uniaxial tensile testing of rubber-like materials | |
Stoček et al. | Heat build-up characterization under realistic load | |
CN112504813A (en) | High-temperature bending fatigue in-situ testing device and method | |
Wang et al. | An in situ thermo-mechanical rig for lattice strain measurement during creep using neutron diffraction | |
CN113654927A (en) | Method for judging cracking resistance of concrete through net slurry free deformation test | |
Cupu et al. | Design of pin on disc tribometer test equipment using the Hatamura method | |
Liang et al. | Thermo-viscoplastic behavior of AA6061 under dynamic biaxial loadings | |
CN218726808U (en) | High-temperature material testing device convenient for temperature adjustment | |
Zheng et al. | Shear cracks of Zircaloy tube during cold pilgering: experimental investigation and numerical modeling | |
CN219694799U (en) | Fatigue testing device for detecting materials | |
Mohammed et al. | Design of Rubber Fatigue Behaviour Test Rig | |
KR20030071130A (en) | Creep tester | |
CN109632462A (en) | A kind of material constitutive test method under complex stress condition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181218 |