RU2029278C1

RU2029278C1 - Unit for testing flat specimens at two-axial loading

Info

Publication number: RU2029278C1
Authority: RU
Inventors: Г.П. Стариковский; Б.В. Федоров
Original assignee: Обнинское научно-производственное предприятие "Технология"
Priority date: 1991-04-17
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: strength tests. SUBSTANCE: unit has base made in form of two flat parallel plates 1 and 2. Four cases 3 are mounted between the plates along inversely perpendicular axes. Hydraulic cylinders 4 provided with rods 5 are mounted inside any case by means of collet conical bushings. Internal conical surface of the bushing is matched with external surface of hydraulic cylinder 4. Screws and nuts are intended for movement of hydraulic cylinders at axial direction. Hydraulic cylinders are fastened and space between them and collet conical bushings 6 is adjusted by means of nuts. Hydraulic cylinders are connected to hydraulic pressure source in pairs through control units. Rods 5 of hydraulic cylinders are connected with gripping devices 16 inside which the tested specimen is mounted or member of construction. EFFECT: improved reliability; improved efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к испытаниям материалов и конструкций, в частности к установкам для испытаний плоских образцов или фрагментов конструкций на прочность и несущую способность при двухосном нагружении. The invention relates to tests of materials and structures, in particular to installations for testing flat samples or fragments of structures for strength and bearing capacity under biaxial loading.

Известна установка для испытаний призматических образцов на трехосное сжатие, включающая основание в виде замкнутой силовой рамы, закрепленные в раме нажимные и опорные плиты с установленными на них регулировочными головками и датчиками напряжений [1]. A known installation for testing prismatic samples for triaxial compression, including a base in the form of a closed power frame, pressure plates and base plates fixed in the frame with adjusting heads and voltage sensors mounted on them [1].

Недостатком данной установки является невозможность использования ее для случаев нагружения образцов или фрагментов конструкций растяжением по одной или двум осям, а также в случае двухосного сжатия при больших деформациях испытываемого образца или фрагмента конструкции. The disadvantage of this installation is the impossibility of using it for cases of loading samples or fragments of structures by tension along one or two axes, as well as in the case of biaxial compression with large deformations of the test sample or fragment of the structure.

Наиболее близким к изобретению является устройство для испытаний крестообразных образцов при двухосном нагружении, содержащее основание, расположенные на нем взаимно перпендикулярно в параллельных плоскостях две подвижные рамы и закрепленные на рамах гидроцилиндры и источник гидравлического давления, причем каждая рама установлена на основании с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном к продольным осям гидроцилиндров [2]. Closest to the invention is a device for testing cruciform specimens under biaxial loading, comprising a base, two movable frames located on it mutually perpendicular in parallel planes and hydraulic cylinders and a hydraulic pressure source mounted on the frames, each frame being mounted on the base with the possibility of moving in the direction perpendicular to the longitudinal axes of the hydraulic cylinders [2].

К недостаткам этого устройства следует отнести большую массу подвижных частей при испытаниях фрагментов конструкций при двухосном нагружении и следовательно большие величины поперечных нагрузок, приложенных к штокам гидроцилиндров при циклическом изменении нагрузок. Большие величины поперечных нагрузок штоков гидроцилиндров возникают и при разрушении образца или фрагмента конструкций со стороны пассивного захвата. Поперечные нагрузки приводят к большим изгибным деформациям штоков, вследствие чего нарушается работоспособность гидроцилиндров. The disadvantages of this device include a large mass of moving parts when testing fragments of structures under biaxial loading and, consequently, large values of transverse loads applied to the rods of hydraulic cylinders during cyclic changes in loads. Large values of the transverse loads of the hydraulic cylinder rods also occur during the destruction of a sample or a fragment of structures from the side of passive capture. Transverse loads lead to large bending deformations of the rods, as a result of which the hydraulic cylinders are inoperative.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. The purpose of the invention is the expansion of the functionality of the device.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем основание, расположенные на нем по взаимно перпендикулярным осям гидроцилиндры, элементы для установки и крепления гидроцилиндров и источник давления среды, согласно изобретению основание выполнено в виде двух плоских параллельных пластин, элементы для установки и крепления гидроцилиндров выполнены в виде четырех стаканов, жестко закрепленных между плоскими пластинами основания по взаимно перпендикулярным осям, а четыре гидроцилиндра установлены и закреплены в стаканах с помощью цанговых конических втулок с возможностью перемещения в осевом направлении и подключены попарно к источнику гидравлического давления. This is achieved by the fact that in a device containing a base, hydraulic cylinders located on it along mutually perpendicular axes, elements for installing and securing hydraulic cylinders and a medium pressure source, according to the invention, the base is made in the form of two flat parallel plates, elements for installing and securing hydraulic cylinders are made in in the form of four glasses rigidly fixed between flat base plates along mutually perpendicular axes, and four hydraulic cylinders are installed and fixed in glasses with the help of tsan ovyh conical sleeves movably in the axial direction and are connected in pairs to the hydraulic pressure source.

Выполнение основания в виде двух плоских параллельных пластин, элементов для установки и крепления гидроцилиндров - в виде четырех корпусов, жестко закрепленных между пластинами основания по взаимно перпендикулярным осям, установка и закрепление гидроцилиндров с помощью цанговых конических втулок с возможностью перемещения в осевом направлении и попарное подключение гидроцилиндров к источнику давления позволяет производить испытания образцов и фрагментов конструкций различных размеров в плане при минимальном выходе штоков при статических и циклических нагрузках, что расширяет функциональные возможности устройства. The base is made in the form of two flat parallel plates, the elements for installing and securing the hydraulic cylinders are in the form of four bodies rigidly fixed between the base plates along mutually perpendicular axes, the cylinders are mounted and secured with the help of taper collet bushings with the possibility of axial movement and pairwise connection of the hydraulic cylinders to a pressure source allows testing samples and fragments of structures of various sizes in plan with a minimum yield of rods at static and cyclic loads, which extends the functionality of the device.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - схема подключения гидроцилиндров к источнику гидравлического давления. Figure 1 presents the device, a General view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1; figure 4 - connection diagram of the hydraulic cylinders to a source of hydraulic pressure.

Устройство содержит основание в виде двух плоских параллельных пластин 1 и 2, между которыми по взаимно перпендикулярным осям жестко установлены четыре стакана 3. В каждом из стаканов установлены гидроцилиндры 4 со штоками 5 с помощью цанговых конических втулок 6. Внутренняя цилиндрическая поверхность втулок 6 сопряжена с наружной поверхностью гидроцилиндра 4, а наружная коническая - с конической поверхностью стакана (фиг.3). Гайки 7 установлены для крепления гидроцилиндров 4, а также для регулировки зазоров между гидроцилиндрами и цанговыми коническими втулками 6. Винты 8 и гайки 9, связанные с рукоятками 10, предназначены для перемещения гидроцилиндров 4 в осевом направлении. Между винтом 8 и гидроцилиндром 4 установлен силоизмеритель 11. The device contains a base in the form of two flat parallel plates 1 and 2, between which four glasses 3 are rigidly mounted on mutually perpendicular axes 3. Each of the glasses has hydraulic cylinders 4 with rods 5 using collet tapered bushings 6. The inner cylindrical surface of the bushings 6 is paired with the outer the surface of the hydraulic cylinder 4, and the outer conical - with the conical surface of the glass (figure 3). The nuts 7 are installed for fastening the hydraulic cylinders 4, as well as for adjusting the gaps between the hydraulic cylinders and the tapered sleeve collet 6. The screws 8 and nuts 9 associated with the handles 10 are designed to move the hydraulic cylinders 4 in the axial direction. Between the screw 8 and the hydraulic cylinder 4 is installed a force meter 11.

Крепление плоских пластин к опоре 12 и корпусов 3 к плоским пластинам осуществляется болтами 13. The fastening of the flat plates to the support 12 and the casings 3 to the flat plates is carried out by bolts 13.

Подключение гидроцилиндров 4 к источнику гидравлического давления 14 осуществляется попарно (фиг.4) через агрегаты 15 управления, причем силоизмерители 11 являются элементами обратной связи при управлении нагружением. The connection of the hydraulic cylinders 4 to the source of hydraulic pressure 14 is carried out in pairs (Fig. 4) through the control units 15, and the force meters 11 are feedback elements for loading control.

Штоки 5 гидроцилиндров 4 связаны с захватами 16, в которые установлен испытываемый образец или фрагмент конструкции 17. The rods 5 of the hydraulic cylinders 4 are connected with the grippers 16, in which the test sample or a fragment of the structure 17 is installed.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

После установки испытываемого образца или фрагмента конструкции 17 в захваты 16 гидроцилиндры 4 с помощью винтов 8, гаек 9 и рукояток 10 перемещаются в положение, обеспечивающее минимальный выход штоков 5. При этом свободное перемещение гидроцилиндров обеспечивается регулированием зазоров с помощью цанговых конических втулок 6 и гаек 7. After installing the test sample or design fragment 17 in the grippers 16, the hydraulic cylinders 4 with the help of screws 8, nuts 9 and the handles 10 are moved to a position that provides a minimum output of the rods 5. In this case, the free movement of the hydraulic cylinders is ensured by adjusting the clearances with the help of collet tapered bushings 6 and nuts 7 .

Рабочая жидкость от источника 14 среды через агрегаты 15 управления подается в гидроцилиндры 4 и создает необходимые усилия по каждой из осей испытываемого образца или фрагмента конструкции 17. The working fluid from the source 14 of the medium through the control units 15 is fed into the hydraulic cylinders 4 and creates the necessary efforts on each of the axes of the test sample or a fragment of the structure 17.

Попарное подключение гидроцилиндров 4, расположенных по каждой из осей образца или фрагмента конструкции, не приводит к смещению центра образца или фрагмента в процессе нагружения статистическими или циклическими нагрузками, а следовательно, и к необходимости перемещения гидроцилиндров 4 в направлении, перпендикулярном их продольным осям. A pairwise connection of hydraulic cylinders 4 located along each of the axes of the sample or fragment of the structure does not lead to a displacement of the center of the sample or fragment during loading by statistical or cyclic loads, and, consequently, to the need to move the hydraulic cylinders 4 in a direction perpendicular to their longitudinal axes.

Кратковременное нагружение штоков 5 гидроцилиндров 4 поперечными нагрузками в момент разрушения испытываемого образца или фрагмента конструкции 17 не приводит к деформациям, угрожающим потере работоспособности гидроцилиндров 4, за счет достаточно малого выхода штоков 5. Short-term loading of the rods 5 of the hydraulic cylinders 4 with transverse loads at the time of destruction of the test sample or a fragment of the structure 17 does not lead to deformations that threaten the loss of operability of the hydraulic cylinders 4 due to the rather small yield of the rods 5.

Применение предлагаемого устройства позволяет производить испытания при двухосном нагружении не только образцов, но и фрагментов конструкций, обладающих достаточно большими размерами и большими значениями несущей способности. The application of the proposed device allows testing under biaxial loading of not only samples, but also fragments of structures with sufficiently large sizes and large values of bearing capacity.

Claims

DEVICE FOR TESTING FLAT SAMPLES DURING TWO-AXLE LOADING, containing a base mounted mutually perpendicularly to it two pairs of coaxial hydraulic cylinders with fastening elements and medium pressure sources, characterized in that, in order to increase accuracy, the base is made in the form of two parallel plates, fastening elements hydraulic cylinders are made in the form of cups installed between the plates and rigidly fixed to them, coaxial with each corresponding hydraulic cylinder, and tapered collet bushings installed x between each cup and the respective housing cylinder for axial displacement.