SU1185177A1

SU1185177A1 - Installation for impact tests of materials in complex stressed state

Info

Publication number: SU1185177A1
Application number: SU843731580A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Лодус
Priority date: 1984-03-14
Filing date: 1984-03-14
Publication date: 1985-10-15

Abstract

1. УСТАНОВКА ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ, содержаща сбрасываемый груз, вертикальную направл ющую дл груза, размещенную в нижней части направл ющей наковальню дл установки образца испытуемого материала, захваты образца и элемент сцеплени груза с верхним захватом образца, отличающа с тем, что, с целью испытани материала в услови х воздействи предварительной боковой нагрузки и последующего ударного осевого сжати и скручивани , она снабжена барабаном, которьй установлен с возможностью вращени вокруг оси и св зан с падающим грузом посредством гибкой т ги , навитой на барабан, наковальн закреплена на барабане, и на ней установлены подвижные в радиальном направлении массы, соединенные с боковыми захватами образца, а. падающий груз зафиксирован от поворота, 2.Установка по п. 1, отличающа с тем, что барабан (Л выполнен ступенчатым. 3.Установка по пп. 1 и 2, о т личающа с тем, что элемент сцеплени груза с верхним захватом образца выполнен в виде установленного на захвате конуса, а груз выполнен полым, и в его полости 00 О1 установлен набор сменных втулок. 1. INSTALLATION FOR IMPACT TESTS OF MATERIALS WITH A COMPLEX STRESS The surface is different, it has a drop-in load, the vertical guide for the load is placed in the lower part of the anvil guide for placing the sample of the test material, the specimen grips and the load adhesion element with the upper specimen. that, in order to test the material under the conditions of pre-lateral loading and subsequent impact axial compression and twisting, it is equipped with a drum, which is installed with The rotation around the axis and associated with the falling weight by means of a flexible cable wound on the drum, is anvil mounted on the drum, and on it are installed moving masses in the radial direction connected to the side grips of the sample, a. the drop weight is fixed against rotation, 2. Installation according to claim 1, characterized in that the drum (L is made in steps. 3. Installation in paragraphs 1 and 2, which means that the load coupling element with the upper sample grip is made in the form of a cone mounted on the catch, and the load is made hollow, and in its cavity 00 O1 a set of interchangeable bushings is installed.

Description

1 118511 11851

Изобретение относитс к испытаним материалов, а именно к установам дл ударных испытаний материалов ри сложном напр женном состо нии.The invention relates to the testing of materials, namely, installations for the shock testing of materials in a complex stress state.

Целью изобретени вл етс испыта-5 ние материала в услови х воздействи предварительной боковой нагрузки последующего ударного осевого сжати и скручивани .The aim of the invention is to test the material under the conditions of the impact of the preliminary lateral load of the subsequent shock axial compression and twisting.

На фиг, 1 изображена предлагае- О а установка, общий вид; на фиг.2 расположение образца испытуемого материала на наковальне; на фиг.З разрез А-А на фиг.2.Fig. 1 shows the proposed O installation, a general view; in Fig.2 the location of the sample of the test material on the anvil; on fig.Z section aa in figure 2.

Установка дл ударных испытаний 15 материалов при сложном напр женном состо нии Содержит сбрасываемый груз 1, установленный в вертикальной направл ющей 2, выполненной в виде трубы . В нижней части направл ющей 2 20 установлена наковальн 3, на которой размещен образец 4 испытуемого материала . Наковальн 3 установлена на ступенчатом барабане 5 .и может вращатьс вместе с ним на подишпниках 25 6. На одной из ступеней барабана 5 намотана гибка т га 7, через систему блоков 8 кинематически св занна с грузом 1. На наковальне 3 в пазах 9 установлены массы 10, св з - ЗО ми 11 соединенные с боковыми захватами 12. Число пар масс 10 соответствует числу осей бокового нагружени (на фиг. 1 изображена одна пара масс 10 дл осуществлени одноосного боко-,, вого раст жени ). Пазы 9 в наковальне 3, в которых размещаютс массы 10 боковой нагрузки, служат дл обеспечени соосности раст гивающих боковых усилий в период разгона наковальни 3. о Св зи 11 могут быть выполнены, наппример , в виде пары взаимодействующих крючьев, один из которых соединен с массой 10, а второй - с боковым захватом 12. Верхний захват 13 скреп- з лен с элементом 14, выполненным в вие конуса, и установлен с возможностью вращени совместно с образцом 4. В торце сбрасываемого груза Т, обращенном к наковальне 3, выполнено от- jo верстие, в котором с помощью стопора 15 укреплен набор сменных втулок 16. Стопор 15 перемещаетс в пазу 17 напр вл ющей 2 и исключает вращение сбрасываемого груза 1 во- 55 круг оси во врем падени . Установка имеет р д вспомогательных приспособлений дл обеспечени его ра772Installation for shock testing of 15 materials with a complex stress state. Contains discharged load 1, installed in a vertical guide 2, made in the form of a pipe. At the bottom of the guide 2 20, an anvil 3 is mounted on which sample 4 of the test material is placed. The anvil 3 is mounted on a stepped drum 5. And can rotate with it on podishpnik 25 6. At one of the stages of the drum 5 there is a flexible bend 7 wound, through the system of blocks 8 kinematically connected with the load 1. Weights are installed on the anvil 3 10, the connection is connected to the side grips 12. The number of mass pairs 10 corresponds to the number of axes of lateral loading (Fig. 1 shows one pair of masses 10 for realizing uniaxial lateral stretching). The grooves 9 in the anvil 3, in which the lateral load masses 10 are located, serve to ensure the coaxiality of the stretching lateral forces during the acceleration period of the anvil 3. Link 11 can be performed, for example, as a pair of interacting hooks, one of which is connected to the ground 10, and the second with a side grip 12. The upper grip 13 is fastened with an element 14, made in the direction of a cone, and is rotatably mounted together with a sample 4. At the end of the dumped load T facing the anvil 3, jo version in which using with The ax 15 is reinforced with a set of interchangeable sleeves 16. The stopper 15 moves in the groove 17 of the alignment 2 and eliminates the rotation of the dumped load 1 in-55 axis circle during the fall. The installation has a number of accessories to ensure its operation.

ботоспособности, к числу которых относитс стопорна собачка 18 с т гой 19, предназначенна дл фиксации груза 1 в верхнем положении, и привод 20 с муфтой 21, предназначенные дл подъема груза 1 в исходное верхнее положение. Дл доступа к образцу 4 и проведени монтажных и наладочных операций в направл ющей 2 выполнены смотровые окна 22 с защитными шторами.boilers, which include a stopper dog 18 with a thrust 19, designed to fix the load 1 in the upper position, and an actuator 20 with a clutch 21, designed to lift the load 1 to the initial upper position. In order to access sample 4 and to perform installation and adjustment operations in guide 2, viewing windows 22 are provided with protective curtains.

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

С помощью муфты 21 отключают привод 20 от барабана 5. Т гой 19.воздействуют на стопорную собачку 18 и освобождают груз 1. Падение груза сопровождаетс вращением барабана 5 посредством т ги 7. Барабан 5 вращает наковальню 3 и массы 10 с образцо 4 и его захватами 12 и 13. При вращении наковальни 3 массы 10 за счет центробежных сил создают раст гивающую боковую, в данном случае, одноосную нагрузку на образце 4. Увеличива скорость падени , груз 1 увеличивает скорость вращени наковальни 3 вместе с размещенными на ней детал ми , в результате увеличиваетс бокова нагрузка на образце 4, и к моменту удара груза 1 о элемент 14 образец 4 испытывает действие наибольшего дл данных условий бокового раст жени . В момент удара груз 1 соприкасаетс торцом внутренней втулки 16 с вращающейс поверхностью конусного элемента 14 и тормозит его в то врем как остальные вращающиес детали продолжают вращение. Образец 4 в этой ситуации испытывает, дополнительно к боковой, ударную осевую и ударную скручивающую нагрузки, под действием которых он и разрушаетс . После разрушени образца 4 включают муфту 21 и приводом 20 вращают барабан 5 в противоположном направлении и поднимают груз 1 в исходное состо ние до срабатывани собачки 18.With the help of the coupling 21, the drive 20 is disconnected from the drum 5. The goy 19. acts on the locking pawl 18 and releases the load 1. The weight of the load is accompanied by the rotation of the drum 5 by means of the pull 7. The drum 5 rotates the anvil 3 and the mass 10 of the sample 4 and its grips 12 and 13. When the anvil 3 rotates, the masses 10 by means of centrifugal forces create a tensile lateral, in this case, uniaxial load on the sample 4. Increasing the falling speed, the load 1 increases the rotation speed of the anvil 3 together with the parts placed on it increases fetter load on sample 4, and by the time the load pin 1 of the element 14 experiences a sample 4 for most of these conditions of lateral stretching. At the moment of impact, the load 1 is in contact with the end of the inner sleeve 16 with the rotating surface of the tapered element 14 and brakes it while the rest of the rotating parts continue to rotate. In this situation, sample 4 experiences, in addition to the lateral, shock axial and impact torsional loads, under the action of which it is destroyed. After the destruction of sample 4, the clutch 21 is turned on and the drum 5 is rotated in the opposite direction by the actuator 20 and the load 1 returns to its initial state until the pawl 18 is actuated.

Если необходимо изменить соотношение скоростей нагружени в момент удара или изменить величину боковой нагрузки, то перед включением привода 20 измен ют место расположени т ги 7 на барабане 5. Если т га 7 крепитс на ступени меньшего диаметра то скорость скручивани увеличиваетс по отношению к скорости осевого удара,:и одновременно увеличиваетс бокова нагрузка. Происходит это вследствие увеличени скорости вращени наковальни 3 при неизменной скорости падени груза 1. При необходимости изменить только соотношение скоростей нагружени , уменьшают массы 10 пропорционально уменьшению диаметра ступеней барабана 5.If it is necessary to change the ratio of loading rates at the moment of impact or to change the magnitude of the lateral load, then before switching on the drive 20, the location of the cable 7 on the drum 5 is changed. If the cable 7 is attached at a stage of smaller diameter, then the twisting speed increases with respect to the speed of axial impact ,: and simultaneously increases lateral load. This happens due to an increase in the speed of rotation of the anvil 3 at a constant rate of load drop 1. If you need to change only the ratio of the loading speeds, the masses 10 decrease in proportion to the decrease in the diameter of the drum 5 steps.

Изменение соотношени между осевой и скручивающей нагрузками осуществл етс с помощью набора втулок 16, при этом чем больше внутренний диаметр внутренней втулки 16, тем больше диаметр окружности, по которой осуществл етс контакт между грузом 1 и конусным элементом 14 в момент удара, тем больше плечо скручивающей силы и скручивающий момент при одной и той же силе удара, и наоборот, с уменьшением внутреннего диаметра набора втулок 16 отношение скручивающей нагрузки к осевой уменьшаетс . В предельном случае, когда внутренний диаметр втулок 16 равен нулю (например , вместо наименьшей из втулок 16 установлена заглушка), скручивающа нагрузка близка к нулю, удар груза 1 приходитс на вершину конусного элемента 14, и образец 4 разрушаетс The change in the ratio between axial and torsional loads is carried out using a set of sleeves 16, and the larger the inner diameter of the inner sleeve 16, the larger the diameter of the circle along which the contact between the load 1 and the taper element 14 at the moment of impact occurs, the greater the shoulder of the twisting force and torsion moment with the same impact force, and vice versa, the ratio of torsional load to axial load decreases with decreasing internal diameter of the set of sleeves 16. In the limiting case, when the inner diameter of the sleeves 16 is zero (for example, instead of the smallest of the sleeves 16, a plug is installed), the twisting load is close to zero, the impact of the load 1 falls on the top of the tapered element 14, and the sample 4 is destroyed

от осевой ударной нагрузки, наложенной на заданную боковую нагрузку.from axial shock load imposed on a given lateral load.

Изменение вида боковой нагрузки с осуществл етс следующим образом, Дл обеспечени плоского напр женного состо ни по периметру образца 4 укрепл ют несколько захватов 12, к каждому из которых прикрепл ют массы .10,Changing the type of lateral load with is carried out as follows. To ensure a flat stress state along the perimeter of the sample 4, several grips 12 are attached, each of which is attached with masses .10,

0 а дл предотвращени смещени образца 4 в процессе нагружени по каждой оси устанавливают две одинаковые массы 10, диаметрально расположенные на одина:ковых рассто ни х от оси вращени .0 a, in order to prevent sample 4 from moving during loading along each axis, two identical masses 10 are installed, diametrically located at equal distances from the axis of rotation.

5 Величина масс 10 и рассто ние их5 Mass values 10 and their distance

от оси вращени выбирают из требуемого распределени усилий по периметру образца 4., При применении типовых реверсоров раст гивающа бокова нагрузка может быть преобразована в сжимающую по одной или нескольким ос м в плоскости вращени образца 4.from the axis of rotation, choose from the required distribution of forces around the perimeter of sample 4. When using typical reversors, the tensile side load can be converted to compressive along one or more axes in the plane of rotation of sample 4.

Таким образом, за счет использова5 ,ни подвижных масс предлагаема установка позвол ет проводить ударные испытани материалов при действии осевой сжимающей и скручивающей нагрузок предварительно нагруженного боковой нагрузкой образца.Thus, due to the use of 5, or moving masses, the proposed installation allows to carry out impact tests of materials under the action of axial compressive and twisting loads of the sample preloaded with lateral loads.

Claims

1. INSTALLATION FOR SHOCK TESTS OF MATERIALS AT DIFFICULT VOLTAGE STATE, containing a dumped load, a vertical load guide placed at the bottom of the guide with an anvil for installing the test material sample, sample grips and a load engaging element with an upper sample gripper, characterized in that the purpose of testing the material under the influence of preliminary lateral load and subsequent impact axial compression and twisting, it is equipped with a drum, which is installed with the possibility of rotation Nia around an axis and is associated with a falling weight with a flexible rod wound on the drum, the anvil is fixed to the drum and mounted on it radially movable weight connected with the lateral grippers of the sample as well. falling load is fixed from turning.

2. Installation according to Claim.

3. Installation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the coupling element of the load with the upper grip of the sample is made in the form of a cone mounted on the grip, and the load is hollow, and a set of interchangeable sleeves is installed in its cavity.

SU „..1185177

1185