RU2014585C1

RU2014585C1 - Device for centering specimen on tension-compression testing machine

Info

Publication number: RU2014585C1
Authority: RU
Inventors: А.А. Прохоров; Л.И. Павлович; А.Ю. Афанасьев
Original assignee: Самарский государственный аэрокосмический университет
Priority date: 1991-07-09
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: measurement of forces. SUBSTANCE: casing in the form of cylindrical sleeve with central hole in bottom houses two hollow sleeves whose end surfaces are concentric with the surface of supporting sphere with a specimen-fastening link installed therebetween and interacting with them via balls. Side walls of hollow sleeves have through slits equispaced around the circumference and contrary-opposed to each other at equal angles to longitudinal axis of sleeves. Slanting connectors of each sleeve engage the internal slanting projections of two pairs of shaped flat rings arranged square to the axis of the device and having cylindrical holes with their axes running parallel with the axis of the device. The centers of cylindrical holes in each ring of the pair are offset circumferentially from internal slanting projections. Guide spindles with axes parallel to the axis of the device are equispaced around the circumference with the center on the axis of identical sleeves. The device is provided with deformation indicator. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к измерению усилий при испытаниях на центральное растяжение-сжатие стандартных образцов и натурных деталей. The invention relates to the study of the strength properties of materials, namely to the measurement of forces in tests for central tensile compression of standard samples and full-scale parts.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, содержащее корпус в виде цилиндрического стакана с центральным отверстием в дне, установленную в корпусе опорную сферу с тягой для крепления образца, шарики, расположенные между опорной сферой и стаканами. Внутри корпуса устройства установлены два соосно расположенных идентичных стакана, имеющих равномерно расположенные по окружности сквозные прорези, направленные встречно под равными к продольной оси углами, при этом стаканы оперты на опорную сферу торцами, выполненными концентрично поверхности опорной сферы и предварительно сжаты усилием равным или превышающим максимальную нагрузку, прикладываемую к образцу. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a device containing a housing in the form of a cylindrical glass with a central hole in the bottom, a support sphere mounted in the housing with a thrust for mounting the sample, balls located between the support sphere and glasses. Two coaxially located identical cups are installed inside the device’s body, having through holes evenly spaced around the circumference, directed opposite at equal angles to the longitudinal axis, while the cups are supported on the support sphere by ends made concentrically to the surface of the support sphere and pre-compressed with a force equal to or greater than the maximum load applied to the sample.

Недостатком устройства является невозможность измерения усилий при испытании при центральном растяжении-сжатии в широком диапазоне нагрузок. The disadvantage of this device is the inability to measure forces during testing under central tension-compression in a wide range of loads.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности измерения усилий при испытании при центральном растяжении-сжатии в широком диапазоне нагрузок. The purpose of the invention is the expansion of the functionality of the device by providing the ability to measure forces during testing under central tension-compression in a wide range of loads.

Это достигается тем, что в устройстве для центрирования образца к машине для испытания на растяжение-сжатие, содержащем размещенные в корпусе, выполненном в виде цилиндрического стакана с центральным отверстием в дне, опорную сферу с тягой для крепления образца, две соосно расположенные опоры с цилиндрической боковой поверхностью, на которой выполнены равномерно расположенные по окружности прорези с образованием наклонных перемычек, направленные встречно под равными к продольной оси углами, и торцами, концентричными поверхности опорной сферы, а также шарики, размещенные между поверхностью опорной сферы и торцами опор, последние выполнены в виде идентичных стаканов, прорези в которых выполнены сквозными, а в устройство введены измеритель деформации, соединенный симметрично относительно центра опорной сферы с торцами стаканов, две пары плоских колец, расположенных перпендикулярно оси стаканов и симметрично относительно центра опорной сферы, в каждой паре которых выполнены цилиндрические отверстия, оси которых параллельны оси устройства, а также направляющие стержни с осями, параллельными оси стаканов, расположенные равномерно по окружности с центром на оси стаканов, при этом на внутренних поверхностях каждой пары плоских колец выполнены равномерно расположенные по окружности наклонные выступы с возможностью зацепления с наклонными перемычками соответствующего стакана, центры цилиндрических отверстий каждого кольца каждой пары расположены со смещением в окружном направлении относительно наклонных выступов колец в сторону наклона перемычек соответствующего стакана, находящихся в зацеплении с наклонными выступами колец соответствующей пары. This is achieved by the fact that in the device for centering the sample to the machine for tensile-compression testing, containing placed in the form of a cylindrical glass with a central hole in the bottom, a support sphere with a thrust for mounting the sample, two coaxially located supports with a cylindrical lateral the surface on which the slots are made evenly spaced around the circumference with the formation of inclined bridges directed counterclockwise at equal angles to the longitudinal axis, and ends concentric with the supporting surfaces second sphere, as well as balls placed between the surface of the supporting sphere and the ends of the supports, the latter are made in the form of identical glasses, the slots in which are made through, and a strain gauge is inserted into the device, connected symmetrically to the center of the supporting sphere with the ends of the glasses, two pairs of flat rings located perpendicular to the axis of the glasses and symmetrically with respect to the center of the supporting sphere, in each pair of which there are cylindrical holes, the axes of which are parallel to the axis of the device, as well as the guide rods with axes parallel to the axis of the glasses, arranged uniformly around a circle with a center on the axis of the glasses, while on the inner surfaces of each pair of flat rings there are made inclined protrusions uniformly arranged around the circumference with the possibility of engagement with the inclined jumpers of the corresponding cup, the centers of the cylindrical holes of each ring of each pair are located with a shift in the circumferential direction relative to the inclined protrusions of the rings in the direction of inclination of the jumpers of the corresponding glass, which are engaged inclined protrusions corresponding pair of rings.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид А - элементы, обеспечивающие силовое замыкание. In FIG. 1 shows a device, a General view; in FIG. 2 - view A - elements providing a power circuit.

Устройство содержит корпус в виде цилиндрического стакана 1 с центральным отверстием в дне стакана, опорную сферу 2 с тягой 3, к которой крепится головка образца (не показано). В корпусе захвата размещены два полых стакана 4 и 5, торцы которых выполнены концентричными поверхности опорной сферы. Между торцами стаканов 4 и 5 и поверхностью опорной сферы 2 размещены шарики 6. На боковых стенках полых стаканов 4 и 5 выполнены сквозные прорези 7, равномерно расположенные по окружности и направленные встречно под равными к продольной оси стаканов 4 и 5 углами. В зацеплении с косыми перемычками каждого из стаканов 4 и 5 входят внутренние косые выступы плоских колец 8 и 9, 10 и 11. Каждую перемычку 12 стаканов 4, 5 фиксируют два выступа пары колец 13 и 14 (фиг. 2). Возможность такой фиксации достигается взаимным смещением цилиндрических отверстий 15, в каждой паре 8-9, 10-11. Смещение определяется по положению цилиндрического отверстия относительно внутренних косых выступов кольца. Цилиндрические отверстия служат для формирования двух силовых замыканий. Первое силовое замыкание (на примере пары колец 9-8) - направляющие стержни 16 (равномерно расположенные по окружности с центром, находящимся на оси устройства - внутреннее по отношению к опорной сфере 2 кольцо 9 - косые выступы 14 - перемычки 12 стакана 5 - косые выступы 13 кольца 8 - кольцо 8 - направляющие стержни 16. Аналогично первое силовое замыкание осуществляется и для пары колец 10-11. Второе силовое замыкание - фиксация пары колец 8 - 9 относительно пары колец 10-11 через направляющие стержни 16. The device comprises a housing in the form of a cylindrical glass 1 with a central hole in the bottom of the glass, a support sphere 2 with a rod 3, to which the sample head (not shown) is attached. Two hollow cups 4 and 5, the ends of which are made concentric to the surface of the supporting sphere, are placed in the capture housing. Between the ends of the cups 4 and 5 and the surface of the supporting sphere 2 are placed balls 6. On the side walls of the hollow cups 4 and 5, through slots 7 are made, evenly spaced around and directed opposite to the angles equal to the longitudinal axis of the cups 4 and 5. Engaged with the oblique jumpers of each of the glasses 4 and 5, the internal oblique protrusions of the flat rings 8 and 9, 10 and 11 enter. Each jumper 12 of the glasses 4, 5 is fixed with two protrusions of a pair of rings 13 and 14 (Fig. 2). The possibility of such a fixation is achieved by mutual displacement of the cylindrical holes 15, in each pair of 8-9, 10-11. The offset is determined by the position of the cylindrical hole relative to the internal oblique protrusions of the ring. Cylindrical holes serve to form two power circuits. The first power circuit (for example, a pair of rings 9-8) - guide rods 16 (evenly spaced around a circle with a center located on the axis of the device - inner ring 9 relative to the supporting sphere 2 - oblique protrusions 14 - jumpers 12 of the glass 5 - oblique protrusions 13 rings 8 - ring 8 - guide rods 16. Similarly, the first power closure is carried out for a pair of rings 10-11.

Оба силовых замыкания осуществляются за счет фиксации колец на направляющих стержнях 16 с помощью гаек 17, 18; цилиндрические отверстия колец по скользящей посадке соединяются с цилиндрическими поверхностями направляющих стержней. На цилиндрической поверхности идентичных стаканов с косыми прорезями закреплен измеритель деформаций 19. Все устройство устанавливается на переходник 20 испытательной машины. Both power circuits are carried out by fixing the rings on the guide rods 16 using nuts 17, 18; the cylindrical holes of the rings in a sliding fit are connected to the cylindrical surfaces of the guide rods. A strain gauge 19 is fixed on the cylindrical surface of identical glasses with oblique slots. The entire device is mounted on the adapter 20 of the testing machine.

Перед началом испытаний внутренние из каждой пары кольца 9 и 10 взаимно ориентируются на направляющих 16 гайками 18. Кольца 9 и 10 ориентируются симметрично относительно центра опорной сферы 2 и на расстоянии, определяемом на основании предварительной статической тарировки в зависимости от максимальной величины испытательной нагрузки. Затем с помощью гаек 17 производится фиксация колец 8 и 9, 10 и 11 на направляющих 16. Before the test starts, the rings 9 and 10 internal from each pair are mutually oriented on the rails 16 by the nuts 18. The rings 9 and 10 are oriented symmetrically with respect to the center of the supporting sphere 2 and at a distance determined on the basis of preliminary static calibration depending on the maximum value of the test load. Then, with the help of nuts 17, the rings 8 and 9, 10 and 11 are fixed on the guides 16.

За счет осуществления двух силовых замыканий происходит симметричное выключение из работы устройства при испытаниях части перемычек стаканов 4 и 5, лежащих снаружи (по отношению к опорной сфере 2) от внутренних поверхностей колец 10 и 9. Уменьшение длины перемычек приводит к уменьшению величины взаимной закрутки торцов стаканов 4 и 5 при одной и той же величине испытательной нагрузки. Величина деформации стаканов 4 и 5 измеряется с помощью измерителя деформаций 19. Величина деформации определяется по взаимному угловому расхождению идентичных частей измерителя деформаций 19. Предварительно измеритель деформаций тарируется при статической нагрузке. Due to the implementation of two power circuits, a symmetrical shutdown occurs when the device is tested when part of the jumpers of the glasses 4 and 5 lying outside (with respect to the supporting sphere 2) from the inner surfaces of the rings 10 and 9. A decrease in the length of the jumpers leads to a decrease in the mutual twist of the ends of the glasses 4 and 5 for the same test load. The strain value of the cups 4 and 5 is measured using a strain gauge 19. The strain value is determined by the mutual angular divergence of identical parts of the strain gauge 19. Previously, the strain gauge is calibrated under static load.

Claims

A DEVICE FOR CENTERING THE SAMPLE TO A TENSION-COMPRESSION TESTING MACHINE, containing placed in the form of a cylindrical cup with a central hole in the bottom, a support sphere with a thrust for mounting the specimen, two coaxially arranged supports with a cylindrical side surface on which are made uniformly Slots located around the circumference with the formation of inclined jumpers, directed counter-angles equal to the longitudinal axis, and ends concentric with the surface of the supporting sphere, as well as balls, p displaced between the surface of the supporting sphere and the ends of the supports, characterized in that, in order to expand the functionality by providing the ability to measure forces during testing under central tension-compression in a wide range of loads, the supports are made in the form of identical glasses, the slots in which are made through, and a strain gauge is introduced into the device, connected symmetrically with respect to the center of the support sphere to the ends of the glasses, two pairs of flat rings located perpendicular to the axis of the glasses and relative to the center of the supporting sphere, in each pair of which there are cylindrical holes, the axes of which are parallel to the axis of the device, as well as guide rods with axes parallel to the axis of the glasses, arranged uniformly in a circle centered on the axis of the glasses, while on the inner surfaces of each pair of flat rings made inclined protrusions evenly spaced around the circumference with the possibility of engagement with the inclined jumpers of the corresponding glass, the centers of the cylindrical holes of each ring of each pair are located with a shift in the circumferential direction relative to the inclined projections of the rings in the direction of inclination of the jumpers of the corresponding glass, which are meshed with the inclined projections of the rings of the corresponding pair.