SU1155907A1

SU1155907A1 - Installation for fatigue testing of specimens under circular pure bending

Info

Publication number: SU1155907A1
Application number: SU833680305A
Authority: SU
Inventors: Леонид Александрович Козлов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2504
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1985-05-15

Abstract

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ КРУГОВОМ ЧИСТОМ ИЗГИБЕ, содержаща привод, соединеюшй с f0iM шпиндель, захваты испытуемого образца, установленные на шпинделе, и устройство дл нагружени образца чистым изгибом. отличающа с тем, что, с целью расширени возможностей путем обеспечени прюведени испытаний с переменной частоте, установка снабжена вторым приводом шпиндел и дифференциальным механизмом с двум входами и одннм выходом, первый вход его соеданен с приводом, второй вход - с вторым приводом, а его выход - со шпинделем. 2.Установка, по п.1, отличающа с тем, что второй привод выполнен в виде реверсивного электродвигател с регулируемым числом оборотов. 3.Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а с тем, что второй привод выполнен в виде вариатора частоты вращени , соединенного с первым входом дифференциального механизма. (Л1. INSTALLATION FOR SAMPLING TESTS FOR TIRING WITH CIRCULAR CURVE, containing a drive connected to a f0iM spindle, grippers of the test specimen mounted on the spindle, and a device for loading the specimen with a clean bend. characterized in that, in order to expand the possibilities by providing a variable frequency test, the installation is equipped with a second spindle drive and a differential mechanism with two inputs and one output, its first input is connected to the drive, the second input is connected to the second drive, and its output - with spindle. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the second drive is made in the form of a reversible electric motor with an adjustable number of revolutions. 3. The installation according to claim 1, wherein the second drive is made in the form of a rotational frequency variator connected to the first input of the differential mechanism. (L

Description

а 1 хд-и-/ 3 у t г I Ш Изобретение относитс к исследованию про ностных свойств материалов, а именно, к установкам дл испытаний образцов на усталость при круговом чистом изгибе, и может. быть использовано как при малоцикловом, так и многоцикповом нагруженин. Известна установка дл испытани образцов на усталость, содержаща привод, соединенный с ним шпиндель, захваты испытуемого образц установленные на шпинделе, и устройство дл нагружени образца 1 . Однако установка позвол ет проводить исп тани на многоцикловую усталость только пр посто нной амплитуде нагрузки. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой вл етс установка дл испы таний образцов на усталость при круговом чи том изгибе, содержаща привод, соединенный с ним шпиндель, захваты испытуемого образца , установленные на шпинделе, и устройство дл нагружени образца чистыг: изгибом, сна женна вращающимис кулачком заданного профил , перемещающим плунжер с тарированной пружиной, воздействующей на рычаг устройства дл нагружени чистым изгибом. Установка позвоп ет осуществл ть программное нагружение с переменной амплитудой нагрузки 2J. Однако установка не позвол ет проводить испытани при много- и малодакловом нагружении раздельно и одновременно по задан ной программе, т.е. не обеспечивает проведени испытаний с переменной частотой. Цель изобретени - расширение возможнос тей путем обеспечени проведени испытаний с переменной частотой. Цель достигаетс тем, что установка дл испьгганий образцов на усталость при круговом чистом изгибе, содержаща привод, соединенный с ним шпиндель, захвать1 испытуемого образца, установленные на ишинделе, и устройство дл нагружени образца чистым изгибом, снабжена вторым приводом шпиндел и дифференциальным механизмом с двум входами и одним выходом, первый вход его соединен с приводом, второй вход с вторым приводом, а выход - со шпинделем . Лорой привод выполнен в виде реверсив кого электродвигател с регулируемым числом оборотов. Кроме того, второй привод выполнен в виде вариатора частоты вращени , соединенного с первым входом дифференциального механизма. Снабжение установки вторым приводом и выполнение его с регулируемым числом об оборотов или в виде вариатора дает возможность осуществл ть в процессе испытани плавное изменение частоты нагружени . На фиг. 1 представлена схема установки с вторым приводом в виде реверсивного электродвигател с регулируемым числом оборотов; на фиг. 2 - то же, с вторым приводом в виде вариатора частоты вращени ; на фиг. 3-6 - графики наиболее характерных режимов испытаний. Установка содержит привод 1, соединенный с ним шпиндель 2, захваты 3 и 4 испытуемого образца 5, установленные на шпинделе 2, устройство дл нагружени образца 5 чистым изгибом, включающее рычаг 6 с подвешенными к нему грузами 7 и профильный кулачок 8 с тарированной пружиной 9, опирающейс на рычаг 6, второй привод 50 шпиндел 2, дифференциальный механизм 11 с двум входами 12 и 13 и одним выходом 14. Первый вход 12 дифференциального механизма 11 соеданен с приводом 1, второй вход 13 - с вторым приводом 10, а выход 14 дифференциального механизма II - со шпинделем 2. Второй привод 10 может быть выполнен в виде реверсивного электродвигател с регулируемым числом оборотов или в виде вариатора частоты вращени , соединенного с первым входом 12 дифференциального механизма 11. Дл контрол задаваемого управл ющей системой частотного режима испытаний служит тахометр 15.с суммарным счетчиком числа циклов. Шпиндель 2 св зан с выходом 14 посредством передачи 16. Установка работает следующим образом. При вращении шпиндел 2 образец 5 нагружаетс грузами 7 через рычаг 6 чистым круговым изгибом с посто нной амплитудой. Программное изменение амплитуды нагрузки производитс вращающимс кулачком 8, периодически сжимающим тарированную пружину 9, опирающуюс на 6. Сложение двух разных по частоте и направлению вращательных движений на входах 12 и 13 дифференциального механизма 11 позвол ет широко измен ть число оборютов шпиндел 2 вплоть до его полной остановки или вращени в обратном направлении. При различном числе оборотов h и и j. на входах 12 и 13 дифференциального механизма 11 и передаточных отношени х в главной передаче дифференциального механизма И и i в передаче 16, число оборотов hu, шпиндел 2 определ етс соотношением п ч. при испытани х на многоцикловую усталость h,-h, в п и Ишп- 3 При испытани х на многоцикловую усталость , когда п и п близки по значению и противотоложны по знаку, число оборото huif, равно U ,,,t,. In -Лг/. Величина S и число оборотов Пшп мог быть получены сколь угодно малыми. 7 Измен число оборотов И второго привода 10, можно получать различные по форме циклы нагружени , некоторые примеры которых представлены на фиг. 3-6. Использование предлагаемой установки дл испытаний образцов на усталость при круговом чистом изгибе позвол ет с высокой точностью и стабильностью воспроизводить нагрузку с периодическим изменением частоты.The invention relates to the study of the proprietary properties of materials, namely, to installations for testing samples for fatigue in a circular clean bend, and it can. be used for both low-cycle and multi-cycle loading. A known installation for testing fatigue specimens, comprising a drive, a spindle connected to it, grips of a test specimen mounted on a spindle, and a device for loading a specimen 1. However, the setup allows testing of multi-cycle fatigue only at a constant amplitude of the load. The closest to the technical essence of the present invention is an apparatus for testing fatigue specimens with a circular bend, containing a drive, a spindle connected to it, grips of a test specimen mounted on a spindle, and a device for loading the specimen with a bend: bend, sleeping with rotating a cam of a given profile, moving a plunger with a calibrated spring, acting on the lever of the device for loading with a clean bend. The installation allows software loading with a variable load amplitude of 2J. However, the installation does not allow testing under multi- and low-head loading separately and simultaneously according to a given program, i.e. does not provide tests with variable frequency. The purpose of the invention is to expand the possibilities by providing tests with variable frequency. The goal is achieved by the fact that the installation for firing samples for fatigue with a circular clean bend, containing a drive, a spindle connected to it, a gripping 1 test specimen mounted on a chip, and a device for loading a sample with a clean bend, is equipped with a second spindle drive and a differential mechanism with two inputs and one output, its first input is connected to the drive, the second input to the second drive, and the output to the spindle. Laura drive is made in the form of reversing an electric motor with an adjustable speed. In addition, the second drive is made in the form of a speed variable, connected to the first input of the differential mechanism. Providing the installation with a second drive and performing it with an adjustable rotational speed or in the form of a variator makes it possible to carry out a smooth change in the loading frequency during the test. FIG. 1 shows a setup diagram with a second drive in the form of a reversible electric motor with an adjustable speed; in fig. 2 - the same, with the second drive in the form of a variable frequency of rotation; in fig. 3-6 - graphs of the most typical test modes. The installation contains an actuator 1, a spindle 2 connected to it, grips 3 and 4 of test sample 5 mounted on spindle 2, a device for loading sample 5 with a clean bend, including a lever 6 with loads 7 suspended thereto and a profile cam 8 with a calibrated spring 9, leaning on the lever 6, the second drive 50 of the spindle 2, the differential mechanism 11 with two inputs 12 and 13 and one output 14. The first input 12 of the differential mechanism 11 is connected to the drive 1, the second input 13 is connected to the second drive 10, and the output 14 of the differential mechanism II - with spindle 2. The second drive 10 can be made in the form of a reversible motor with an adjustable rotational speed or in the form of a speed variator connected to the first input 12 of the differential mechanism 11. To control the frequency mode of the test mode set by the control system, the tachometer 15 is used. cycles. The spindle 2 is connected to the output 14 via the transmission 16. The installation operates as follows. When the spindle 2 rotates, the sample 5 is loaded with weights 7 through the lever 6 by a clean circular bend with a constant amplitude. A programmatic change in the amplitude of the load is produced by a rotating cam 8, periodically compressing the calibrated spring 9 supported by 6. Adding two rotational movements, different in frequency and direction, at the inputs 12 and 13 of the differential mechanism 11 allows wide changes in the number of turns of the spindle 2 until it stops completely or rotation in the opposite direction. With a different number of revolutions h and and j. at the inputs 12 and 13 of the differential mechanism 11 and the gear ratios in the main gear of the differential mechanism I and i in gear 16, the revolutions hu, spindle 2 is determined by the ratio h in the multi-cycle fatigue tests h, -h, in n and Ishp- 3 When testing for high-cycle fatigue, when n and n are close in meaning and opposite in sign, the number of revolutions huif is equal to U ,,, t ,. In-lg /. The value of S and the number of revolutions Pshp could be obtained arbitrarily small. 7 By varying the number of revolutions of the second actuator 10, various loading cycles can be obtained, some examples of which are shown in FIG. 3-6. The use of the proposed facility for testing samples for fatigue with a circular clean bend makes it possible to reproduce the load with a periodic change in frequency with high accuracy and stability.

«hHi"HHi

ff consb y§ff consb y§

а У 9 f a u 9 f

9u9. г9u9. g

- Т- T

ffi consbffi consb

9ua. 49ua. four

Фив, 6Thebes, 6

fnfn

Claims

1. INSTALLATION FOR TESTING SAMPLES FOR FATIGUE AT A CIRCLE CLEAN BEND, containing a drive, a spindle connected to it, grips of the test sample mounted on the spindle, and means for loading the sample with a clean and bending device.

characterized in that, in order to expand capabilities by providing tests with variable frequency, the installation is equipped with a second spindle drive and a differential mechanism with two inputs and one output, its first input is connected to the drive, the second input to the second drive, and its output with spindle.

2. Installation, according to claim 1, characterized in that the second drive is made in the form of a reversible electric motor with an adjustable speed.

3. Installation according to π. 1, with the fact that the second drive is made in the form of a speed variator connected to the first input of the differential mechanism.

1 1155907