RU2289804C1 - Device for testing metal samples for stability - Google Patents
Device for testing metal samples for stability Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289804C1 RU2289804C1 RU2005120925/28A RU2005120925A RU2289804C1 RU 2289804 C1 RU2289804 C1 RU 2289804C1 RU 2005120925/28 A RU2005120925/28 A RU 2005120925/28A RU 2005120925 A RU2005120925 A RU 2005120925A RU 2289804 C1 RU2289804 C1 RU 2289804C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- central axis
- cylinder
- cylindrical
- case
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике.The invention relates to a testing technique.
Известна установка для испытания металлических образцов на устойчивость (Прибор Михаэлса. В.А.Копнов, С.Н.Кривошапко. Сопротивление материалов. - М.: Высш. шк., 2003, с.292). Установка представляет собой систему рычагов, два из которых параллельны друг другу и соединены между собой посредством тяги при помощи шарниров, верхний рычаг выполнен с присоединенной к нему подвеской с грузом и противовесом, испытуемый образец одним концом соединен с неподвижной опорой, другим концом - с нижним рычагом. Сжимающее усилие на образец передается грузом через систему рычагов, а величина его определяется весом груза и соотношением плеч параллельных рычагов.Known installation for testing metal samples for stability (Michels device. V.A. Kopnov, S. N. Krivoshapko. Resistance of materials. - M .: Higher. Shk., 2003, p. 292). The installation is a system of levers, two of which are parallel to each other and interconnected by means of traction by means of hinges, the upper arm is made with a suspension attached to it with a load and a counterweight, the test sample is connected to the fixed support at one end and the lower lever at the other end . The compressive force on the sample is transmitted by the load through a system of levers, and its value is determined by the weight of the load and the ratio of the shoulders of the parallel levers.
Эта установка отличается сложностью конструкции, так как рычаги имеют большую длину и, как следствие, не обеспечивается высокая точность соосности нагружения.This installation is notable for the complexity of the design, since the levers are long and, as a result, high accuracy of loading alignment is not ensured.
Известно также устройство для испытания на устойчивость металлических образцов (В.А.Копнов, С.Н.Кривошапко. Сопротивление материалов. - М.: Высш. шк., 2003, с.291). Устройство состоит из опорных частей, установленных соосно на опорных плитах испытательной машины. Испытуемый образец шарнирно опирается на опорные части устройства, закладываемые между концами образца и опорными плитами машины. Для осуществления шарнирного опирания концов образца при испытании на стандартной машине и обеспечения центральной передачи сжимающей нагрузки концы испытываемого образца обрабатываются так, чтобы скошенные плоскости пересекались на его геометрической оси. При испытании образцов из мягкой стали на его концы укрепляют калёные наконечники. Некоторое сжатие образца или наконечника по линии контакта не сказывается на результатах опыта.Also known is a device for testing the stability of metal samples (V.A. Kopnov, S. N. Krivoshapko. Resistance of materials. - M .: Higher. Shk., 2003, p. 291). The device consists of support parts mounted coaxially on the support plates of the testing machine. The test sample is pivotally supported on the supporting parts of the device, which are laid between the ends of the sample and the base plates of the machine. To ensure articulated support of the ends of the sample when tested on a standard machine and to ensure central transmission of the compressive load, the ends of the test sample are processed so that the beveled planes intersect on its geometric axis. When testing mild steel samples, red-hot tips are strengthened at its ends. Some compression of the sample or tip along the contact line does not affect the results of the experiment.
В этом устройстве сложно достичь соосного расположения опорных частей устройства на опорных плитах машины при их установке и, как следствие, невозможность центрального приложения сжимающей нагрузки.In this device, it is difficult to achieve a coaxial arrangement of the supporting parts of the device on the base plates of the machine during installation and, as a result, the impossibility of a central application of compressive load.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности определения критической силы при потере устойчивости.The technical result of the invention is to increase the accuracy of determining critical strength in case of loss of stability.
Указанный технический результат достигается путем решения технической задачи, направленной на повышение точности соосности нагружения образцов при испытании.The specified technical result is achieved by solving a technical problem aimed at improving the accuracy of the alignment of the loading of the samples during the test.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в известном устройстве для испытания металлических образцов на устойчивость, содержащем опорную часть для опирания концов образца при испытании, предусмотрено наличие цилиндрического корпуса с неподвижной, соосной с корпусом опорой, расположенной в его нижней части, соосного с корпусом подвижного в вертикальном направлении цилиндрического поршня для нагружения образца, выполненного в своей нижней части с углублением по центральной оси цилиндра под сферический шарнир, корпус снабжен также сменными цилиндрическими вставками двух типов для закрепления образца в устройстве, при этом вставка первого типа выполнена в виде цилиндра с отверстием по его центральной оси, соответствующим поперечному сечению образца, вставка второго типа выполнена также цилиндрической с углублениями по центральной оси с обоих концов под сферические шарниры.The stated technical problem is solved due to the fact that in the known device for testing metal samples for stability, containing a support part for supporting the ends of the sample during testing, a cylindrical body is provided with a fixed, coaxial with the body support located in its lower part, coaxial with the body a cylindrical piston movable in the vertical direction for loading a sample made in its lower part with a recess along the central axis of the cylinder under a spherical hinge, housing it is also equipped with replaceable cylindrical inserts of two types for fixing the sample in the device, while the insert of the first type is made in the form of a cylinder with a hole in its central axis corresponding to the cross section of the sample, the insert of the second type is also cylindrical with recesses along the central axis at both ends under spherical hinges.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что исключается внецентренное приложение силы на испытуемый образец при четырех способах закрепления его концов:The essence of the invention lies in the fact that excludes the eccentric application of force to the test sample with four methods of fixing its ends:
1. Шарнирное соединение верхнего конца образца со вставкой второго типа, с одной стороны, и шарнирное соединение этой вставки, с другой стороны, с нагружающим поршнем, что дает возможность перемещаться в горизонтальной плоскости. При этом нижний конец образца жестко закреплен с помощью вставки первого типа, установленный в ее отверстие по скользящей посадке.1. The swivel of the upper end of the sample with an insert of the second type, on the one hand, and the swivel of this insert, on the other hand, with a loading piston, which makes it possible to move in a horizontal plane. In this case, the lower end of the sample is rigidly fixed with the help of an insert of the first type, mounted in its hole along a sliding fit.
2. Через шарнирное соединение с двух концов образца: нижний конец образца укреплен с помощью сферического шарнира на неподвижной опоре, верхний конец образца с помощью сферического шарнира соединен с нагружающим поршнем.2. Through a swivel at both ends of the specimen: the lower end of the specimen is fixed with a spherical hinge to a fixed support, the upper end of the specimen is connected with a loading piston with a spherical hinge.
3. Через шарнирное соединение образца сверху посредством сферического шарнира с нагружающим поршнем, снизу закрепление образца по схеме жесткой заделки осуществляется с помощью цилиндрической вставки первого типа с отверстием.3. Through the swivel connection of the sample from above by means of a spherical hinge with a loading piston, from below, the sample is fixed according to the rigid sealing scheme using a cylindrical insert of the first type with a hole.
4. Через жесткую заделку образца при помощи вставок первого типа сверху и снизу в отверстия при упоре в сферические шарниры.4. Through rigid sealing of the sample with the help of inserts of the first type from above and from below into the holes with an emphasis on spherical hinges.
Заявляемое устройство служит для испытания на устойчивость с использованием стандартных испытательных машин с записью диаграмм деформации для определения критической силы. Устройство обеспечивает четыре способа закрепления концов стержней, наиболее распространенные на практике, и работает следующим образом.The inventive device is used for stability testing using standard testing machines with recording strain diagrams to determine the critical force. The device provides four ways of securing the ends of the rods, the most common in practice, and works as follows.
Необходимое требование соосности нагружения, чтобы исключить внецентренное приложение силы, обеспечивается за счет приложения нагрузки через сферические шарниры, устанавливаемые в центровые отверстия образцов. Соосность изготовления центровых отверстий обеспечивается механической обработкой с помощью центровых сверл.The necessary requirement for loading coaxiality in order to exclude eccentric application of force is ensured by applying a load through spherical joints installed in the center holes of the samples. The alignment of the manufacture of center holes is provided by machining using center drills.
На фиг.1 изображен общий вид устройства с установленным образцом.Figure 1 shows a General view of the device with the installed sample.
На фиг.2 изображены схемы четырех способов закрепления концов образца.Figure 2 shows a diagram of four ways of securing the ends of the sample.
На фиг.3 изображены закрепления испытуемых образцов в устройстве.Figure 3 shows the fastening of the test samples in the device.
На фиг.4 изображены вставки двух типов.Figure 4 shows the insertion of two types.
Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого в нижней части расположена неподвижная опора 2 с углублением 3 по центральной оси цилиндра, внутри корпуса расположен нагружающий поршень 4 с возможностью вертикального перемещения, выполненный с углублением 3 по центральной оси цилиндра в нижней своей части под сферический шарнир 5, устройство снабжено сменными цилиндрическими вставками двух типов, вставка первого типа 6 выполнена с отверстием 7 по центральной оси, соответствующим поперечному сечению испытываемого образца 8, вставка второго типа 9 выполнена с углублениями 3 с обоих концов по центральной оси цилиндра под сферические шарниры 5.The device consists of a cylindrical body 1, inside of which at the bottom there is a
Первый способ закрепления концов образца - жесткая заделка и свободный конец, показанный на фиг.2,а и 3,а. Нижнее закрепление обеспечивается с помощью цилиндрической вставки первого типа фиг.4,а с отверстием, в которое вставляется цилиндрический конец испытуемого образца по скользящей посадке, при которой верхний допуск уменьшается на величину упругой поперечной деформации, возникающей в процессе сжатия, при этом сохраняется возможность осевого нагружения стержня и исключается возможность поворота концевого сечения образца, как в жесткой заделке.The first way to fix the ends of the sample is a hard seal and a free end, shown in figure 2, a and 3, a. The lower fastening is ensured by a cylindrical insert of the first type of Fig. 4, and with a hole into which the cylindrical end of the test sample is inserted in a sliding fit, in which the upper tolerance is reduced by the amount of elastic transverse deformation that occurs during compression, while the possibility of axial loading is maintained rod and excludes the possibility of rotation of the end section of the sample, as in a hard seal.
Возможность свободного перемещения верхнего конца образца в плоскости, перпендикулярной геометрической оси образца, обеспечивается цилиндрической вставкой второго типа фиг.4,б с двумя по концам центровыми углублениями со сферическими шарнирами, что создает шарнирное соединение образца со вставкой и шарнирное соединение вставки с нагружающим поршнем.The possibility of free movement of the upper end of the sample in a plane perpendicular to the geometric axis of the sample is provided by a cylindrical insert of the second type of Fig. 4, b with two center recesses with spherical hinges, which creates an articulation of the sample with the insert and the articulation of the insert with a loading piston.
Второй способ закрепления - шарнирные соединения с двух концов стержня фиг.2,б, 3,б. Нижний конец образца устанавливается с помощью сферического шарнира на неподвижной опоре, а верхний конец образца с помощью шарнирного соединения через сферический шарнир, связанный с нагружающим поршнем.The second way of fixing - swivel from two ends of the rod of figure 2, b, 3, b. The lower end of the sample is mounted using a spherical hinge on a fixed support, and the upper end of the sample by means of a hinge through a spherical hinge connected with a loading piston.
Третий способ закрепления фиг.2,в, 3,в - жесткая заделка снизу, шарнирное закрепление сверху. Закрепление у неподвижной опоры обеспечивается с помощью цилиндрической вставки первого типа фиг.4,а с отверстием, в которое до упора в шарнир вставляется цилиндрический конец испытываемого образца, а верхний конец стержня с помощью сферического шарнира соединен с нагружающим поршнем.The third method of fastening of Fig.2, c, 3, c is a rigid seal from below, hinged fastening from above. Fastening to the fixed support is provided using a cylindrical insert of the first type of Fig. 4, and with a hole into which the cylindrical end of the test sample is inserted into the hinge, and the upper end of the rod is connected to the loading piston using a spherical hinge.
Четвертый способ закрепления фиг.2,г, 3,г - жесткая заделка снизу и жесткая заделка сверху. Нижнее закрепление обеспечивается с помощью цилиндрической вставки первого типа фиг.4,а с отверстием, в которое вставляется до упора в шарнир цилиндрический конец испытываемого образца по скользящей посадке, при этом закрепление верхнего конца стержня также обеспечивается с помощью цилиндрической вставки первого типа фиг.4,а с отверстием, в которое до упора в сферический шарнир вставляется верхний конец испытуемого образца. Нагружение осуществляется через сферический шарнир при перемещении нагружающего поршня.The fourth method of securing figure 2, g, 3, g - hard seal from the bottom and hard seal from above. The lower fastening is provided by means of a cylindrical insert of the first type of FIG. 4, and with a hole into which the cylindrical end of the test sample is inserted into the hinge against the stop by sliding fit, while the fixing of the upper end of the rod is also provided by the cylindrical insert of the first type of FIG. 4, and with a hole into which the upper end of the test sample is inserted into the spherical joint until it stops. Loading is carried out through a spherical hinge when moving the loading piston.
Пример конкретного исполненияConcrete example
Были проведены испытания на сжатие с использованием универсальной испытательной машины Р-20 с максимальным усилием 20 тонн. Испытанию подвергались ряд цилиндрических образцов из стали 45. Например, образцы диаметром 12 мм, высотой 50 мм и 140 мм с закреплением в приспособлении по схеме шарнирных опор с обоих концов. В результате испытания были получены значения критических сил, при которых образцы теряют устойчивость. Эти значения, а также значения напряжений сведены в таблицу.Compression tests were performed using the R-20 universal testing machine with a maximum force of 20 tons. A series of cylindrical specimens made of steel 45 were tested. For example, specimens with a diameter of 12 mm, a height of 50 mm and 140 mm with fastening in a fixture according to the scheme of articulated supports at both ends. As a result of the test, the values of the critical forces were obtained at which the samples lose stability. These values, as well as voltage values are summarized in the table.
При таких размерах образцов потеря устойчивости должна происходить из-за того, что напряжения в образце достигают предела текучести σТ=340 МПа для стали 45, что хорошо согласуется с опытом. Процентное расхождение получилось равным Δ1=1.4%, Δ2=1.3%.At such sizes of the samples, the loss of stability should occur due to the fact that the stresses in the sample reach the yield strength σ T = 340 MPa for steel 45, which is in good agreement with experiment. The percentage difference turned out to be equal to Δ 1 = 1.4%, Δ 2 = 1.3%.
Устройство позволяет использовать наконечники для различных поперечных сечений образцов, которые устанавливаются внутри цилиндрического корпуса.The device allows the use of tips for various cross-sections of samples that are installed inside a cylindrical body.
Устройство имеет несложную конструкцию, удобно в эксплуатации, повышает точность соосности нагружения при любом виде закрепления. Как следствие, увеличивается точность определения величины критической силы при испытании на устойчивость. Устройство может использоваться в лабораторных условиях при испытании на стандартной машине, при проведении практических занятий по сопротивлению материалов и выполнении научных исследований.The device has a simple design, easy to use, increases the accuracy of the alignment of the loading with any type of fastening. As a result, the accuracy of determining the magnitude of the critical force increases during the stability test. The device can be used in laboratory conditions when tested on a standard machine, when conducting practical exercises on the resistance of materials and performing scientific research.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120925/28A RU2289804C1 (en) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | Device for testing metal samples for stability |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120925/28A RU2289804C1 (en) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | Device for testing metal samples for stability |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2289804C1 true RU2289804C1 (en) | 2006-12-20 |
Family
ID=37666918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005120925/28A RU2289804C1 (en) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | Device for testing metal samples for stability |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2289804C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492445C1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-09-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) | Device for stability test |
| RU2511224C2 (en) * | 2012-07-10 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Method to test thin plates for static resistance |
-
2005
- 2005-07-04 RU RU2005120925/28A patent/RU2289804C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОПНОВ В.А., КРИВОШАПКО С.Н. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, 2003, с.291. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492445C1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-09-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет" (ВолгГАСУ) | Device for stability test |
| RU2511224C2 (en) * | 2012-07-10 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Method to test thin plates for static resistance |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109855957B (en) | Rock three-point bending clamp for size effect test | |
| CN107389475B (en) | Asphalt interlaminar shear strength test device based on four_point bending beam method | |
| US11002647B2 (en) | Stress test jig and stress test method | |
| CN101281109B (en) | Experimental device for evaluating pumping oil polish rod coating for fatigue strength influence | |
| US5585570A (en) | Rising step-load test apparatus | |
| KR101891747B1 (en) | Fixed jig apparatus for simulataneously controlling precision length and position for testing weld specimen of aircraft component | |
| CN110031313B (en) | Test device and method for evaluating mechanical property of T-shaped structure | |
| RU2289804C1 (en) | Device for testing metal samples for stability | |
| US5237876A (en) | Apparatus for tensile testing plate-type ceramic specimens | |
| US5693890A (en) | Modular alignment device for tensile load frame | |
| CN209878483U (en) | Device for detecting hydrogen brittleness resistance of metal material under dynamic stretching-bending composite load | |
| CN106644773A (en) | Impact performance testing device for materials | |
| CN109238895A (en) | Stress corrosion and environment fatigue high throughput test device and method | |
| CN207832559U (en) | A kind of adhesive compression shear strength detection device | |
| CN207231766U (en) | A kind of clamping device for connecting rod detection | |
| CN104897401A (en) | Bearing static performance testing apparatus | |
| CN208155724U (en) | Baroclining for building materials compression strength detects fixture | |
| CN209673549U (en) | A kind of project supervision reinforcing bar in-situs tester | |
| CN107630864A (en) | A kind of cylinder seal longevity test device | |
| CN115144255A (en) | Test auxiliary device that unidirectional fiber combined material interlaminar shear strength distributes | |
| CN115096528A (en) | Detection method and detection equipment for measuring four-way rigidity of elastic joint by one-time clamping | |
| CN114813407A (en) | Bidirectional tensile fatigue test sample, test device and test method for T-shaped welded joint | |
| CN108645703B (en) | A kind of diesel engine main bearing shell specimen holder device and method of bus automatic alignment | |
| US3309918A (en) | Test sample holding and alignment means for tensile testing machines | |
| RU2492445C1 (en) | Device for stability test |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070705 |