RU2560015C1

RU2560015C1 - Unit for dynamic tensile testing of ring samples of materials

Info

Publication number: RU2560015C1
Application number: RU2014114480/28A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михаилович Лялин; Юрий Васильевич Полтавец; Станислав Михайлович Зыков; Владислав Дмитриевич Лавров; Олег Викторович Пантюхин
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2015-08-20

Abstract

FIELD: testing equipment.

SUBSTANCE: device comprises a mechanical impact testing machine and a mechanism of load transfer to the model. The structure of the impact testing machine additionally comprises the rolling-contact bearings and a set of weights, and the mechanism of load transfer to the ring sample is a mechanical load converter located on the anvil of the mechanical impact testing machine and comprising small stationary and large movable housings, made in the form of inverted cups with stationary and movable axes fixed in them respectively for placement of the ring sample. The small building is located in the large housing.

EFFECT: possibility to carry out tensile testing of the ring samples at the rate of deformation of more than 200 s^-1.

2 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для проведения экспериментальных исследований свойств материалов в условиях высокоскоростного нагружения.The invention relates to testing equipment and can be used for experimental studies of the properties of materials under high speed loading.

Известна установка для динамических испытаний материалов на растяжение, имеющая станину, на которой установлены элементы крепления исследуемого образца, связанная с одним из захватов тяга, динамометр, маховик, размещенные на нем сбалансированный боек и защелка, а также система привода (SU 444087, 07.04.75, G01n 3/30). Боек представляет собой параллельно расположенные элементы (собачки), которые могут совершать движение вдоль оси маховика. Защелка имеет вид рычага, подпружиненного в направлении, перпендикулярном к оси маховика.A known installation for dynamic tensile testing of materials, having a bed, on which the fastening elements of the test sample are installed, connected to one of the grips, a thrust, a dynamometer, a flywheel, a balanced hammer and a latch placed on it, as well as a drive system (SU 444087, 07.04.75 , G01n 3/30). The hammer is a parallel elements (dogs) that can move along the axis of the flywheel. The latch has the form of a lever, spring-loaded in a direction perpendicular to the axis of the flywheel.

Динамические испытания на данной установке невозможны без предварительного статического нагружения.Dynamic tests on this installation are not possible without preliminary static loading.

В качестве прототипа выбрана установка для динамических испытаний материалов на растяжение, содержащая станину, корпус с закрепленным в нем динамометрическим стержнем с пассивным захватом для испытуемого образца, механический копер и механизм передачи нагрузки образцу, связанный с активным захватом (SU 1273773 A1, 30.11.86, G01N 3/30). В данном случае механизм передачи нагрузки образцу включает в себя тележку, на раме которой закреплен активный захват, и плоский кулачок с логарифмическим профилем рабочей поверхности. Кулачок имеет возможность соударения с грузом и расположен между корпусом и осью колесной пары тележки, на которой располагается ролик, контактирующий с кулачком.As a prototype, an installation for dynamic tensile testing of materials was selected, containing a bed, a housing with a dynamometer shaft attached to it with a passive gripper for the test specimen, a mechanical pile driver and a mechanism for transferring the load to the specimen associated with the active gripper (SU 1273773 A1, 30.11.86, G01N 3/30). In this case, the mechanism for transferring the load to the sample includes a trolley, on the frame of which an active grip is fixed, and a flat cam with a logarithmic profile of the working surface. The cam has the ability to collide with the load and is located between the housing and the axle of the wheel pair of the trolley, on which the roller in contact with the cam is located.

Недостатками данной установки являются сложность конструкции механизма передачи нагрузки от деформирующего узла к испытуемому образцу, а также невозможность достижения больших скоростей деформации.The disadvantages of this installation are the design complexity of the load transfer mechanism from the deforming unit to the test sample, as well as the inability to achieve high strain rates.

Технической задачей предложенного изобретения является создание установки для испытания кольцевых образцов материалов на растяжение в диапазоне скоростей деформаций до 200 с^-1 и более.The technical task of the proposed invention is the creation of an installation for testing annular samples of materials in tension in the range of strain rates up to 200 s ^-1 or more.

Техническая задача решается тем, что в предлагаемой установке для динамических испытаний кольцевых образцов материалов на растяжение, содержащей механический копер и механизм передачи нагрузки образцу, в конструкцию копра дополнительно введены опоры качения и набор грузов, а механизм передачи нагрузки кольцевому образцу представляет собой механический преобразователь нагружения, расположенный на наковальне механического копра и содержащий малый неподвижный и большой подвижный корпуса, выполненные в виде перевернутых стаканов с соответственно закрепленными в них подвижной и неподвижной осями для размещения кольцевого образца, при этом малый корпус находится внутри большого корпуса.The technical problem is solved in that in the proposed installation for dynamic testing of ring samples of materials in tension, containing a mechanical pile driver and a mechanism for transferring the load to the sample, rolling bearings and a set of weights are additionally introduced into the design of the pile, and the mechanism for transferring the load to the ring sample is a mechanical load transducer, located on the anvil of a mechanical pile driver and containing a small fixed and a large movable body, made in the form of inverted glasses with the movable and fixed axes responsibly fixed in them to accommodate the annular sample, while the small body is located inside the large body.

Изобретение поясняется фигурами, на которых представлены основные элементы установки, где на фиг. 1 механический преобразователь нагружения для испытания кольцевых образцов на растяжение; на фиг. 2 схема механического копра для высокоскоростного деформирования материалов.The invention is illustrated by figures, which represent the main elements of the installation, where in FIG. 1 mechanical load transducer for tensile testing of ring samples; in FIG. 2 schematic of a mechanical head for high-speed deformation of materials.

Установка для динамических испытаний кольцевых образцов материалов на растяжение содержит механический копер и механический преобразователь нагружения. Механический преобразователь нагружения включает в себя большой подвижный корпус 1 с закрепленной в нем подвижной осью 2, малый неподвижный корпус 3 с закрепленной в нем неподвижной осью 4, сменные подкладки 5, регулирующие степень деформации образца, плиту 6, тензодатчик 7 для измерения растягивающей силы действующей на образец 8, а также месдозу 9.Installation for dynamic testing of ring samples of tensile materials contains a mechanical pile driver and a mechanical load transducer. The mechanical load transducer includes a large movable housing 1 with a movable axis 2 fixed therein, a small fixed body 3 with a fixed axis 4 fixed therein, interchangeable pads 5 that control the degree of deformation of the sample, plate 6, a strain gauge 7 for measuring the tensile force acting on Sample 8, as well as Mesdoze 9.

Механический копер (фиг. 2) содержит двигатель 10, который необходим для передачи движения, осуществляемой через редуктор 11 посредством троса 12, намотанного на катушку 13 и протянутого через блок 14 с использованием размыкателя 15. Деформирующий узел механического копра представляет собой бабу 16, совершающую возвратно-поступательное движение и перемещающуюся относительно направляющих 17. К бабе при помощи винта 18 присоединена крышка 19, а также грузы 20 для регулировки растягивающей силы и скорости деформирования. Опоры качения 21, установленные на деформирующем узле, служат для снижения сил трения при его перемещении. Механический преобразователь нагружения установлен на наковальне 22 механического копра.The mechanical pile driver (Fig. 2) contains an engine 10, which is necessary for transmitting the movement through the gearbox 11 by means of a cable 12 wound around the reel 13 and stretched through the block 14 using the breaker 15. The deforming unit of the mechanical pile driver is a woman 16, which makes a return - progressive movement and moving relative to the guides 17. A cover 19 is attached to the woman with a screw 18, as well as weights 20 for adjusting the tensile force and deformation rate. The rolling bearings 21 mounted on the deforming unit serve to reduce the frictional forces when moving it. The mechanical load transducer is mounted on the anvil 22 of the mechanical head.

Установка с учетом вышеприведенного описания работает следующим образом.The installation, taking into account the above description, works as follows.

На механическом преобразователе нагружения устанавливают сменные подкладки 5. Кольцевой образец 8 размещают на неподвижной 4 и подвижной 2 осях, закрепленных соответственно в подвижном 3 и неподвижном 1 корпусах в механическом преобразователе нагружения, расположенном на наковальне 22 механического копра. Деформирующий узел копра с предварительно установленными грузами 20 поднимают на необходимую высоту посредством передачи движения от двигателя 10 через редуктор 11 и троса 12, намотанного на катушку 13 и протянутого через блок 14. Высоту расположения деформирующего узла и массу грузов 20 выбирают в зависимости от требуемой скорости деформирования и растягивающей силы кольцевого образца 8. При срабатывании размыкателя 15 начинается падение бабы 16 относительно направляющих 17, за счет которого происходит контакт крышки 19 с дном подвижного корпуса 1 и осуществляется деформирование образца путем преобразования нагрузки сжатия в растяжение. При этом за счет наличия плиты 6, тензодатчика 7 и месдозы 9 производят измерение растягивающей силы. Рабочее перемещение деформирующего узла (бабы) происходит под действием сил гравитации.Replaceable pads 5 are installed on the mechanical load transducer 5. An annular sample 8 is placed on the fixed 4 and 2 movable axes, mounted respectively in the movable 3 and fixed 1 bodies in the mechanical load transducer located on the anvil 22 of the mechanical head. The copra deforming unit with pre-installed loads 20 is raised to the required height by transmitting movement from the engine 10 through the gearbox 11 and the cable 12 wound on the reel 13 and stretched through the block 14. The height of the deforming unit and the mass of weights 20 are selected depending on the required deformation rate and the tensile force of the annular specimen 8. When the circuit breaker 15 is activated, the fall of the woman 16 begins relative to the guides 17, due to which the cover 19 contacts the bottom of the movable housing and 1 and the deformation of the sample is carried out by converting the compression load into tension. At the same time, due to the presence of the plate 6, the strain gauge 7 and the pressure meter 9, the tensile force is measured. The working movement of the deforming unit (woman) occurs under the influence of gravitational forces.

Таким образом, предложенная установка в экспериментальном исследовании свойств материалов в условиях высокоскоростного нагружения благодаря применению опор качения, грузов и механического преобразователя нагружения позволяет испытывать кольцевые образцы на растяжение при скоростях деформаций более 200 с^-1.Thus, the proposed installation in an experimental study of the properties of materials under high-speed loading due to the use of rolling bearings, weights, and a mechanical load transducer makes it possible to test annular tensile specimens at strain rates of more than 200 s ^-1 .

Claims

Installation for dynamic testing of ring samples of materials in tension, containing a mechanical pile driver and a mechanism for transferring load to a sample, characterized in that rolling bearings and a set of weights are additionally introduced into the design of the pile driver, and the load transfer mechanism for the ring sample is a mechanical load transducer located on the anvil of a mechanical copra and containing a small fixed and a large movable body, made in the form of inverted glasses with respectively fixed in of the movable and fixed axles to accommodate annular sample, wherein the housing is small within a large housing.