SU1142769A1

SU1142769A1 - Plant for material fatigue testing under pure bending and axial loading

Info

Publication number: SU1142769A1
Application number: SU833606867A
Authority: SU
Inventors: Николай Романович Музыка; Михаил Миронович Алексюк
Original assignee: Институт Проблем Прочности Ан Усср
Priority date: 1983-04-11
Filing date: 1983-04-11
Publication date: 1985-02-28

Abstract

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ ЧИСТОМ ИЗГИБЕ И ОСЕВОМ НАГРУЖЕНИИ, содержаща основание, привод дл осевого нагружени образца, устройство дл нагружени образца чистым изгибом, зажимы образца, установленные в шпиндел х, корпуса которых посредством осей шарнирно соединены с основанием и с устройством дл нагружени образца чистым изгибом, при этом один из шпинделей св зан с приводным двигателем, а другой установлен с. возможностьюосевого перемещени -и соединен с приводом дл осевого нагружени , установленным на корпусе этого шпиндел , и механизм дл исключени изгибающего момента в рабочей части образца от действи осевой силы, отличающа с тем, что, с целью повы1иени точности ис- . пытаний при пульсирующем осевом нагружении путем обеспечени заданной амплитуды изгибного напр жени , механизм дл исключени изгибающего момента выполнен в виде управл емой муфты, служащей дл соединени с основанием оси поворота корпуса шпиндел , а управл ющее устройство муфты сблокировано с управл ющим устройством привода дл осевого нагружени .INSTALLATION FOR TESTS OF MATERIALS FOR TIRING IN CLEAN BENDING AND AXIAL DENSITY, containing a base, a drive for axial loading of the sample, a device for loading the sample with a clean bend, the sample clamps installed in spindles, the bodies of which are pivotally connected to the base by means of the device and the device with axes connected to the base with a device with a device for springs, with spindles connected to the base with a device with axes connected to the base and a device with a device for the spindles, the axle hinges connected to the base with a device and a device for loading the specimen with axial loading. specimen with a clean bend, one of the spindles being connected to the drive motor, and the other mounted. the possibility of axial movement —and connected to an actuator for axial loading mounted on the housing of this spindle, and a mechanism for eliminating the bending moment in the working part of the specimen from the action of an axial force, characterized in that, in order to improve the accuracy, pulsating axial loading by providing a predetermined bending stress amplitude, the mechanism for eliminating the bending moment is designed as a control coupling used to connect the spindle body to the axis of rotation of the spindle housing, and the coupling control device is interlocked with the actuator control for axial loading.

Description

Фиг.1 Изобретение относитс к исследованию прочностгых свойств материало а именно к установкам дл испытаний материалов на усталость, в частност дл изучени совместного действи чистого изгиба и пульсирующего осевого нагружени . Известна установка дл испытани материалов на усталость при чистом изгибе и осевом нагружении, содержаща основание, устройство дл осе вого нагружени образца, устройство дл нагружени образца чистым изги бом, выполненное в виде траверсы и подвески с грузом, приводной двигатель , зажимы дл образца, установленные в шпиндел х, корпуса которых шарнирно соединены с основанием, а один из шпинделей установлен с возможностью осевого перемещени l. Недостатком известной установки вл етс изменение амплитуды изгибного напр жени вследствие действи осевой нагрузки. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности вл етс установка дл испытаний материалов на усталость при чистом изгибе и осевом нагружении, содержаща основаниеу привод дл осевого нагруже ни образца, устройство дл нагруже ни образца чистым изгибом, зажимы образца, установленные в шпиндел х, корпуса которых посредством осей шарнирно соединены с основанием и с устройством дл нагружени образца чистым изгибом, при этом один из шпинделей св зан с приводным двигателем , а другой установлен с возмож ностью осевого перемещени и соединен с приводом дл осевого нагружени , установленным на корпусе этого шпиндел , и механизм дл исключени изгибающего момента в рабочей части образца от действи осевой силы, вы полненный в виде двух стержней, уст новленных на ксэрпусах шпинделей пер пендикул рно их оси вращени в плос кости приложени изгибающего момента , и грузов, размещенных на стержн х с возможностью установочного перемещени вдоль стержней 2. Механизм дл исключени изгибающего момента в рабочей части образца создает дополнительный изгибающий момент при повороте шпинделей вследствие прогиба образца, который уменьшает вли ние изгибающего момента от осевой нагрузки. Однако из-за тоге, что момент, от осевой нагрузки зависит от прогиба образца и вл етс переменным по его длине, а дополнительный момент вл етс посто нным по длине образца, не происходит устранени вли ни , осевого нагружени 170 всей длине рабочей части образца, что приводит к снижению точности испытаний. 69 Цель изобретени - повышение точности испытаний при пульсирующем осевом нагружении путем обеспечени заданной амплитуды изгибного напр жени . Поставленна цель достигаетс тем, что в установке дл испытаний материалов на усталость при чистом изгибе и осевом нагружении, содержащей основание, привод дл осевого нагружени образца, устройство дл нагружени образца чистым изгибом, зажимы образца, установленные в шпиндел х, корпуса которых посредством осей шарнирно соединены с основанием и с устройством дл нагружени образца чистым изгибом, при этом один из шпинделей св зан с приводным двигателем, а другой установлен с возможностью осевого перемещени и соединен с приводом дл осевого нагружени , установленным на корпусе этого шпиндел , и механизм дл исключени изгибающего момента в рабочей части образца от действи осевой си;лы , механизм дл исключени изгибающего момента выполнен в виде управл емой муфты, служащей дл соединени с основанием оси поворота корпуса шпиндел , а управл ющее, устройство муфты сблокировано с управл ющим устройством привода дл осевого нагружени . Благодар такому выполнению механизма исключени изгибающего момента в рабочей части образца от действи осевой силы в процессе нагружени осуществл етс фиксаци углового положени шпинделей и исключаетс вли ние осевой нагрузки на прогиб образца. На фиг.1 представлена установка, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. Установка содержит основание 1, привод 2 дл осевого нагружени образца 3, устройство дл нагружени образца 3 чистьом изгибом в виде траверсы 4, т г 5 и грузовой подвески б, зажимы 7 и 8 образца 3, установленные в шпиндел х 9 и 10, корпуса 11 и 12 которых посредством осей 13 и 14 шарнирно соединены с основанием 1 и с т гами 5 устройства дл нагружени образца 3 чистым изгибом, при этом один из шпинделей например 9, св зан с приводным двигателем 15, а другой шпиндель 10 установлен с возможностью осевого перемещени и соединен с приводом 2 дл осевого нагружени , установленным на корпусе 12 этого шпиндел 10, и механизм дл исключени изгибающего момента в рабочей части об разца 3 от действи осевой силы, выполненный в вида управл емой муф-. ты 16, служащей дл соединени с основанием 1 оси 14 поворота корпусаFig. 1 The invention relates to the study of the strength properties of materials, namely, installations for testing materials for fatigue, in particular, to study the joint action of pure bending and pulsating axial loading. A known device for testing materials for fatigue under clean bending and axial loading, comprising a base, a device for axial loading of a sample, a device for loading a sample with a clean bend, made in the form of a traverse and a suspension with a load, a drive motor, clamps for a sample installed in spindles x, the housings of which are pivotally connected to the base, and one of the spindles is mounted with the possibility of axial movement l. A disadvantage of the known installation is the change in the amplitude of the bending stress due to the action of an axial load. Closest to the proposed technical entity is a device for testing materials for fatigue under clean bending and axial loading, containing a base drive for axial loading of a sample, a device for loading a sample of pure bending, the sample clamps installed in spindles, whose bodies the axes are hingedly connected to the base and to the device for loading the sample with a clean bend, one of the spindles being connected to the drive motor and the other to be mounted with the possibility of axial displacement and a mechanism for axial loading mounted on the body of this spindle, and a mechanism for eliminating the bending moment in the working part of the sample from the axial force, made in the form of two rods mounted on the serpus spindles perpendicular to their axis of rotation in a flat bones of application of the bending moment, and loads placed on the rods with the possibility of adjusting movement along the rods 2. The mechanism for eliminating the bending moment in the working part of the sample creates an additional bending moment when the spindles rotate due to specimen deflection, which reduces the effect of bending moment on axial load. However, due to the fact that the moment, from the axial load, depends on the deflection of the sample and is variable along its length, and the additional moment is constant along the length of the sample, the influence of the axial loading 170 of the entire length of the sample does not disappear. resulting in lower test accuracy. 69 The purpose of the invention is to improve the accuracy of testing under pulsating axial loading by providing a given bending stress amplitude. The goal is achieved by the fact that in a device for testing materials for fatigue under clean bending and axial loading, containing a base, an actuator for axial loading of a sample, a device for loading a sample with a pure bend, sample clamps installed in spindles whose housings are pivotally connected by axes with the base and with the device for loading the sample with a clean bend, one of the spindles being connected to the drive motor and the other mounted for axial movement and connected to the drive for axial loading, mounted on the body of this spindle, and a mechanism for excluding the bending moment in the working part of the sample from the action of the axial axis; the mechanism for eliminating the bending moment is made in the form of a controllable coupling, which serves to connect the axis of rotation of the spindle body with the base The coupling device is interlocked with an actuator control device for axial loading. Due to such an implementation of the mechanism for excluding the bending moment in the working part of the sample from the action of axial force during loading, the angular position of the spindles is fixed and the effect of the axial load on the sample deflection is excluded. Figure 1 presents the installation, General view; figure 2 - section aa in figure 1. The installation contains a base 1, an actuator 2 for axial loading of the sample 3, a device for loading the sample 3 with a clean bend in the form of crosshead 4, tg 5 and cargo suspension b, clamps 7 and 8 of sample 3 installed in spindle x 9 and 10, housing 11 and 12 which, by means of axes 13 and 14, are hingedly connected to the base 1 and to the thrusts 5 of the device for loading sample 3 by a pure bend, one of the spindles, for example 9, being connected to the drive motor 15, and the other spindle 10 being axially displaced and connected to drive 2 for axial loading audio mounted on the housing 12 of the spindle 10, and a mechanism to eliminate the bending moment in the working part of the specimen 3 by the action of axial force arranged to form a controlled muf-. You are 16, which serves to connect with the base 1 of the axis 14 of rotation of the body

12 шпиндел 10, гестко соединенной с корпусом 12.12 spindle 10, gestoko connected to the housing 12.

Муфта 16 выполнена электромагнитной сцепной многодисковой с магнитопровод щими дисками 17, размещена на оси 14 и состоит из двух полумуф 18 и 19. Полумуфта 18 скреплена с кронштейном 20 основани 1, а Полумуфта 19 установлена на шлицах 21 оси 14 с возможностью осевого перемещени .The clutch 16 is made of an electromagnetic multidisk coupling with magnetically conductive discs 17, is placed on the axis 14 and consists of two coupling halves 18 and 19. The coupling half 18 is fastened with the base bracket 20 of the base 1, and the half coupling 19 is installed on the splines 21 of the axis 14 with the possibility of axial movement.

Дл обеспечени более надежной работы механизма дл исключени изгибающего момента на другом конце оси 14 установлена аналогична муфта 22.To ensure a more reliable operation of the mechanism, to eliminate the bending moment at the other end of the axis 14, a similar clutch 22 is installed.

Ось 13 установлена на кронштейне 23. , The axis 13 is installed on the bracket 23.,

Управл ющее устройство 24 муфты 16 и муфты 22 сблокировано с управл ющим устройством 25 привода 2 дл осевого нагружени .The control device 24 of the coupling 16 and the coupling 22 is blocked with the control device 25 of the actuator 2 for axial loading.

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

Образец 3 с помощью зажимов 7 иSample 3 using clamps 7 and

8жестко, соедин ют со шпиндел ми8 tightly connected with spindles

9и 10. Приводной двигатель 15 приводит во вращение образец 3, а грузова подвеска 6 посредством траверсы 4 и т г 5 нагружает образец 3 чистым изгибом.9 and 10. The drive motor 15 causes sample 3 to rotate, and the load suspension 6 by means of crosshead 4 and m 5 loads the sample 3 with a clean bend.

в процессе испытани корпуса 11 и 12 шпинделей 9 и 10 поворачиваютс на некоторый угол. С помощью привода 2 к образцу 3 прикладываетс пульсирующа осева нагрузка. Одновременно с приводом 2 по команде с устройства 24 включаютс муфты 16 и 22, в during testing, the bodies 11 and 12 of the spindles 9 and 10 rotate through a certain angle. By means of a drive 2, a pulsed axial load is applied to sample 3. Simultaneously with the actuator 2, on the command of the device 24, the couplings 16 and 22 are turned on,

0 результате чего исключаетс действие, на образец 3 выпр мл ющего момента от осевой силы.As a result, the effect on the sample 3 of the rectifying torque from the axial force is eliminated.

Korjqa осева сила станет равной нулю, с устроГ1Ства 24 вьщаетс сигнал на выключение муфт 16 и 22.Korjqa axial force will be equal to zero, the signal for switching off the couplings 16 and 22 is given from the device 24.

Установка дл испытаний материалов на усталость при чистом изгибе и осевом нагружении позвол ет поддерживать неизменным заданное значение амплитуды изгибных напр жений, чем повышаетс достоверность результатов при испытании образцов на круговой изгиб с циклическим осевым нагру-An installation for testing materials for fatigue under pure bending and axial loading allows maintaining the specified value of the amplitude of bending stresses unchanged, which increases the reliability of the results when testing specimens for circular bending with cyclic axial loading.

5 жением за счет исключени выпр мл ющего образец момента от действи осевой силы.5 by eliminating the moment of the sample rectifying the sample from the action of axial force.

f(Af (A

фиг. 2FIG. 2

Claims

INSTALLATION FOR TESTING MATERIALS FOR PURE BENDING AND AXIAL LOADING, containing a base, a drive for axial loading of the sample, a device for loading the sample with a clean bend, clamps of the sample installed in spindles, the housings of which are axially pivotally connected to the base

FIG. 1 and with a device for loading the sample with a clean bend, while one of the spindles is connected to a drive motor, and the other is installed with. the possibility of “axial movement” and is connected to an axial loading drive mounted on the housing of this spindle, and a mechanism for eliminating bending moment in the working part of the sample from the action of axial force, characterized in that, in order to improve the accuracy of torture during pulsating axial loading by providing a given amplitude and bending stress, the mechanism for eliminating bending moment is made in the form of a controlled coupling, used to connect to the base of the axis of rotation of the spindle housing, and the control device of the coupling is locked to the drive control device for axial loading