RU2318198C1 - Machine for elongation testing of samples - Google Patents
Machine for elongation testing of samples Download PDFInfo
- Publication number
- RU2318198C1 RU2318198C1 RU2006117957/28A RU2006117957A RU2318198C1 RU 2318198 C1 RU2318198 C1 RU 2318198C1 RU 2006117957/28 A RU2006117957/28 A RU 2006117957/28A RU 2006117957 A RU2006117957 A RU 2006117957A RU 2318198 C1 RU2318198 C1 RU 2318198C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- rotation
- traction
- machine
- holder
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для испытания образцов на растяжение.The invention relates to testing equipment, and in particular to machines for tensile testing of samples.
Известны испытательные машины, обеспечивающие испытание образцов на растяжение с жесткой фиксацией испытываемого образца (см. Голубков B.C., Пирогов К.М., Смушкович Б.Л. Испытательные машины в текстильном материаловедении. - М.: Легпромбытиздат, 1988, с.205, с.22-23).Known test machines that provide tensile testing of specimens with rigid fixation of the test specimen (see Golubkov BC, Pirogov KM, Smushkovich BL Test machines in textile materials science. - M .: Legprombytizdat, 1988, p.205, p. .22-23).
Недостатком указанных машин является повышенная чувствительность к перекосам образца при установке в захваты и связанная с ней возможность возникновения внецентренного приложения нагрузки, и соответственно неучтенных дополнительных нормальных напряжений в образце.The disadvantage of these machines is the increased sensitivity to distortion of the sample when installed in the grips and the associated possibility of the occurrence of eccentric application of the load, and accordingly unaccounted for additional normal stresses in the sample.
Наиболее близкой по технической сути к заявляемой машине является выбранная в качестве прототипа разрывная машина ИР 5143-200, содержащая силовую раму, выполненную в виде основания, закрепленных на нем колонн, соединенных с неподвижной траверсой, подвижную траверсу с механизмом ее перемещения, выполненным в виде ходовых винтов, установленных в раме, привода их вращения и ходовых гаек, неподвижно закрепленных на подвижной траверсе, захваты для закрепления образца, один из которых соединен с подвижной траверсой, а другой с силовой рамой, причем связь одного из захватов осуществляется через двойной шарнир так, что обеспечивается самоустанавливаемость захвата в вертикальной плоскости (см. Машины разрывные ИР 5143-200-10 и ИР 5143-200-11. Проспект ОАО «Точприбор», г.Иваново, 2001. Браун Э.Д., Горбунов В.Н., Смушкович Б.Л. Методы и оборудование для прогнозирования фрикционно-износных характеристик узлов трения продукции тяжелого машиностроения // Тяжелое машиностроение (журнал), 2001, №4, с.18).Closest to the technical nature of the claimed machine is the explosive machine IR 5143-200 selected as a prototype, containing a power frame made in the form of a base, columns fixed to it connected to a fixed beam, a movable beam with its movement mechanism made in the form of running gears the screws installed in the frame, the drive for their rotation and the nuts fixedly mounted on the movable traverse, captures for fixing the sample, one of which is connected to the movable traverse, and the other to the power frame, comb m the connection of one of the grips is carried out through a double hinge so that self-alignment of the gripper in a vertical plane is ensured (see Explosive Machines IR 5143-200-10 and IR 5143-200-11. Prospect OAO Tochpribor, Ivanovo, 2001. Brown E.D., Gorbunov V.N., Smushkovich B.L. Methods and equipment for predicting the friction-wear characteristics of friction units of heavy engineering products // Heavy Engineering (Journal), 2001, No. 4, p. 18).
Вследствие самоустанавливаемости захвата в известной машине устраняется возможность возникновения неучтенных нормальных напряжений. Но ее недостатком является принципиальная возможность возникновения неучтенных касательных напряжений в сечении образца, что также может привести к искажению результатов испытаний.Due to the self-locking of the capture in a known machine eliminates the possibility of unaccounted for normal stresses. But its disadvantage is the fundamental possibility of unaccounted tangential stresses in the cross section of the sample, which can also lead to distortion of test results.
Задачей изобретения является повышение достоверности результатов испытаний за счет исключения неучтенных напряжений в образце и уменьшение массо-габаритных характеристик машины.The objective of the invention is to increase the reliability of the test results by eliminating unaccounted stresses in the sample and reducing the mass-dimensional characteristics of the machine.
Указанная цель достигается тем, что машина для испытания образцов на растяжение, содержащая силовую раму, выполненную в виде основания, закрепленных на нем колонн, соединенных с неподвижной траверсой, подвижную траверсу с механизмом ее перемещения, выполненным в виде ходовых винтов, установленных в раме, привода их вращения и ходовых гаек, неподвижно закрепленных на подвижной траверсе, захваты для закрепления образца, один из которых соединен с подвижной траверсой, а другой с силовой рамой, при этом один из захватов установлен с возможностью поворота в процессе испытания вокруг оси, совпадающей с продольной осью образца, а ходовые винты выполнены с противоположным направлением нарезки и противоположным направлением вращения от привода.This goal is achieved by the fact that the machine for testing tensile specimens, containing a power frame made in the form of a base, columns fixed to it, connected to a fixed beam, a movable beam with its movement mechanism made in the form of spindles installed in the frame, drive their rotation and running nuts fixedly mounted on the movable traverse, grippers for securing the sample, one of which is connected to the movable traverse, and the other to the power frame, while one of the grippers is installed with the possibility during rotation during the test around the axis coinciding with the longitudinal axis of the sample, and the spindles are made with the opposite direction of cutting and the opposite direction of rotation from the drive.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая машина отличается тем, что один из захватов установлен с возможностью поворота в процессе испытания вокруг оси, совпадающей с продольной осью образца, а ходовые винты выполнены с противоположным направлением нарезки и противоположным направлением вращения от привода.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive machine is characterized in that one of the grips is mounted with the possibility of rotation during the test around an axis that coincides with the longitudinal axis of the sample, and the spindles are made with the opposite direction of cutting and the opposite direction of rotation from the drive.
На фиг.1 изображена схема предлагаемой машины; на фиг.2 (А-А) - схема действия моментов; на фиг.3 (а, б, в) - варианты выполнения узла шарнира в предлагаемой машине.Figure 1 shows a diagram of the proposed machine; figure 2 (aa) is a diagram of the action of the moments; figure 3 (a, b, c) - embodiments of the hinge assembly in the proposed machine.
Машина (фиг.1) содержит силовую раму, выполненную в виде основания 1, верхней неподвижной траверсы 2, направляющих колонн 3, ходовых винтов 4. Ходовые винты связаны с подвижной траверсой 5 через установленные в ней гайки 6. На основании 1 установлен датчик силы 7, с которым через тягу 8 связан неподвижный захват 9. Подвижный захват 10 через тягу 11 связан с подвижной траверсой 5. В захватах 9 и 10 закрепляется испытываемый образец 12.The machine (Fig. 1) contains a power frame made in the form of a
На подвижную траверсу 5 (фиг.2) в горизонтальном сечении действует крутящий момент Мт, равный алгебраической сумме моментов трения в гайках 6 ходовых винтов 4, т.е. Мт=M1+М2 при одинаковом направлении вращения винтов и Мт=M1-М2 при противоположном направлении вращения винтов.The movable crosshead 5 (FIG. 2) in a horizontal section is affected by a torque M t equal to the algebraic sum of the friction moments in the nuts 6 of the
На фиг.2 направления моментов Мт и Мр показаны условно для случая M2>M1.In Fig.2, the directions of the moments M t and M p are shown conditionally for the case M 2 > M 1 .
Этот крутящий момент воспринимается силовой рамой разрывной машины (основание 1, неподвижная траверса 2, колонны 3, ходовые винты 4) и цепочкой «захваты 9 и 10 - образец 12».This torque is perceived by the power frame of the tensile testing machine (
Если жесткость на кручение (отношение крутящего момента к угловой деформации) силовой рамы равна cр, а цепочки - cо, то из условия совместимости деформации кручения найдемIf the torsional stiffness (the ratio of torque to angular deformation) of the power frame is c p and the chain is c о , then from the condition of compatibility of torsion deformation we find
Момент кручения на образце Torsion moment on the sample
Момент кручения на раме Torsion moment on the frame
В зависимости от соотношения cр/cо имеемDepending on the ratio c p / c о, we have
0≤Мо≤Мт и 0≤Мр≤Мт, причем Мо+Мр=Мт 0≤M about ≤M t and 0≤M p ≤M t , and M about + M p = M t
Таким образом, в общем случае момент трения в винтовых парах нагружает не только силовую раму, но и испытываемый образец, создавая в нем неучтенные касательные напряжения и искажая одноосное напряженное состояние.Thus, in the general case, the friction moment in the screw pairs loads not only the power frame, but also the test specimen, creating unaccounted tangential stresses in it and distorting the uniaxial stress state.
Как видно из формулы, момент на образце Мо можно уменьшить тремя способами:As can be seen from the formula, the moment on the sample M about can be reduced in three ways:
1. Снизить величину момента на подвижной траверсе Мт. Поскольку направление момента трения на гайке ходового винта совпадает с направлением его вращения n, то в случае противоположного направления вращения винтов Мт=M1-М2 (при этом направление резьбы на винтах также должно быть противоположным).1. To reduce the magnitude of the moment on the movable traverse M t Since the direction of the moment of friction on the screw nut coincides with the direction of its rotation n, then in the case of the opposite direction of rotation of the screws M t = M 1 -M 2 (the direction of the thread on the screws should also be opposite).
2. Увеличить жесткость cр силовой рамы. Но это влечет за собой увеличение массо-габаритных характеристик машины.2. Increase rigidity c p of the power frame. But this entails an increase in the mass-dimensional characteristics of the machine.
3. Уменьшить жесткость cо цепочки «захваты-образец». Этого можно достигнуть введением в цепочку шарнира, ось вращения которого совпадает с продольной осью образца, вокруг которой он может свободно поворачиваться в процессе испытаний.3. Reduce stiffness c о of the chain “captures-sample”. This can be achieved by introducing into the chain a hinge, the axis of rotation of which coincides with the longitudinal axis of the sample, around which it can freely rotate during the test.
В тягу одного из захватов (например, верхнюю 11) встроен узел шарнира 13, который может быть выполнен в различных вариантах.In the thrust of one of the grips (for example, the upper 11), a hinge assembly 13 is integrated, which can be made in various versions.
Вариант 1 - фрикционный шарнир (фиг.3а).Option 1 - a friction hinge (figa).
Тяга 11 состоит из двух полутяг, верхней и нижней. Нижняя полутяга соединяется с верхней полутягой через опорный подшипник 14 и стакан 15, который является направляющим и не ограничивающим осносительное перемещение полутяг. В стакане 15 установлена пружина 16. Опорный подшипник 14 может быть качения или скольжения.
Вариант 2 - упругий шарнир (фиг.3б, в).Option 2 - an elastic hinge (figb, c).
Тяга 11 также состоит из двух полутяг, которые соединены пластинчатым торсионом 17, выполненным с малой крутильной и большой осевой жесткостью. Втулка 18 служит направляющей для полутяг 11.
Угол поворота шарнира может быть ограничен.The swivel angle may be limited.
Возможны и другие варианты исполнения узла шарнира, отвечающие требованию не ограничивать возможность поворота захвата в процессе испытания вокруг оси, совпадающей с продольной осью образца, в т.ч. шарнир может быть встроен непосредственно в захват.There are other possible versions of the hinge assembly that meet the requirement not to limit the possibility of rotation of the gripper during the test around an axis that coincides with the longitudinal axis of the sample, including The hinge can be integrated directly into the grip.
Ходовые винты 4 (фиг.1) выполнены с противоположным направлением нарезки и кинематически связаны таким образом (например, через червячные редуктора или перекрещивающуюся ременную передачу, на фиг.1 не показаны), чтобы обеспечивать противоположное направление вращения. Возможным вариантом является также индивидуальный привод каждого винта от своего электродвигателя.The spindles 4 (FIG. 1) are made with the opposite direction of cutting and are kinematically connected in this way (for example, through worm gears or a crossing belt drive, not shown in FIG. 1) to provide the opposite direction of rotation. A possible option is also an individual drive of each screw from its electric motor.
Машина работает следующим образом.The machine operates as follows.
Образец 12 устанавливается в захваты 9 и 10 машины (фиг.1). При этом наличие шарнира 13 позволяет компенсировать некоторую пропеллерность плоских образцов, так как ось вращения шарнира совпадает с продольной осью образца, вокруг которой он может свободно поворачиваться. Этим устраняется возможность возникновения в образце неучтенных касательных напряжений от скручивания. При необходимости шарнир может быть арретирован (выключен) во время закрепления образца в захватах.Sample 12 is installed in the grips 9 and 10 of the machine (figure 1). Moreover, the presence of the hinge 13 allows you to compensate for some propeller flat samples, since the axis of rotation of the hinge coincides with the longitudinal axis of the sample, around which it can freely rotate. This eliminates the possibility of unaccounted tangential stresses from twisting in the sample. If necessary, the hinge can be arrested (turned off) while fixing the sample in the grippers.
При движении траверсы 5 (скорость vo) образец 12 растягивается. Поскольку ходовые винты 4 вращаются в противоположном направлении, суммарный момент на траверсе минимален и равен Мт=M1-М2.When moving the beam 5 (speed v o ), the sample 12 is stretched. Since the
Наличие шарнира 13 снижает жесткость на кручение сo цепочки «захваты-образец» до величины, стремящейся к нулю или существенно меньшей жесткости cр силовой рамы, благодаря чему крутящий момент практически не передается на образец и не создает в нем неучтенных касательных напряжений.The presence of the hinge 13 reduces the torsional rigidity from o of the gripper-sample chain to a value tending to zero or substantially lower rigidity c p of the power frame, due to which the torque is practically not transmitted to the sample and does not create unaccounted tangential stresses in it.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117957/28A RU2318198C1 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Machine for elongation testing of samples |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117957/28A RU2318198C1 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Machine for elongation testing of samples |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2318198C1 true RU2318198C1 (en) | 2008-02-27 |
Family
ID=39279050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006117957/28A RU2318198C1 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | Machine for elongation testing of samples |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2318198C1 (en) |
-
2006
- 2006-05-24 RU RU2006117957/28A patent/RU2318198C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4953126B2 (en) | Torsion test equipment | |
CN203811485U (en) | Stretching-twisting combined loading material micro mechanical property in-situ tester | |
CN100507503C (en) | Single-axle double-direction symmetric stretching experimental machine | |
CN103926160A (en) | In-situ tester for micromechanical property of material under combined tension and torsion | |
CN104913974A (en) | Material micro-mechanical property biaxial tension-fatigue test system and test method thereof | |
JP2014167471A (en) | Bearing testing device | |
CN204718885U (en) | Material Micro Mechanical Properties is biaxial stretch-formed-fatigue test system | |
CN106932264A (en) | A kind of composite test device reversed in achievable tension and compression load process | |
US10508979B2 (en) | Pure bending mechanical test device and method for implementing same | |
RU2318198C1 (en) | Machine for elongation testing of samples | |
WO2017179770A1 (en) | Torsion testing apparatus | |
CN107991045B (en) | Line contact slide frictional vibration noise fest platform | |
CN110426290A (en) | A kind of wire type stretches torsional load and couples in-situ mechanical tester with thermal field | |
CN207318215U (en) | A kind of composite test device reversed in achievable tension and compression load process | |
Barroso et al. | Biaxial testing of composites in uniaxial machines: manufacturing of a device, analysis of the specimen geometry and preliminary experimental results | |
RU2240530C2 (en) | Device for testing specimen by tension and compression | |
RU2444718C1 (en) | Bench to test steel cables for fatigue | |
CN213580429U (en) | Multi-station metal material tensile stress relaxation testing machine | |
SU1809356A1 (en) | Apparatus for testing specimens in complex stressed state | |
RU2626811C1 (en) | Installation for testing of samples for thermomechanical loads | |
CN205506561U (en) | Omnipotent engineering materials resistance to plucking compression testing machine | |
RU2336516C1 (en) | Test bench for fatigue test of elastic elements | |
RU1795346C (en) | Plant for testing materials for strength under action of twisting and axial load | |
CN210533888U (en) | Testing machine | |
RU2374621C1 (en) | Samples impact test bench |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110525 |