SU1610395A1

SU1610395A1 - Installation for fatigue testing of materials in circular bending and axial loading

Info

Publication number: SU1610395A1
Application number: SU884426313A
Authority: SU
Inventors: Николай Романович Музыка; Леонид Федорович Шестопал; Юрий Борисович Ямшанов
Original assignee: Институт Проблем Прочности Ан Усср
Priority date: 1988-05-17
Filing date: 1988-05-17
Publication date: 1990-11-30

Abstract

Изобретение относитс к испытательной технике, а именно, к установкам дл испытаний материалов на усталость при чистом изгибе и осевом нагружении. Цель изобретени - повышение точности путем устранени факторов, искажающих напр женное состо ние исследуемого материала. Установка содержит основание, устройство дл нагружени образца 2 чистым изгибом и осевыми нагрузками, два шпиндел 8 и 9 и приводной двигатель 14, который установлен на основании и св зан со шпиндел ми 8 и 9 посредством передач, ведущие элементы 15 и 16 которых установлены на ос х 17 и 18 шарниров, ведомый элемент 19 жестко закреплен на шпинделе 8, а элемент 20 установлен с возможностью осевого перемещени на шпонке 21 шпиндел 9. Установка повышает точность испытаний путем исключени действи крут щего момента из-за сопротивлени вращению в подшипниковых узлах за счет устранени вибрации и факторов, вли ющих на величину изгибающего момента. 2 ил.The invention relates to a testing technique, namely, installations for testing materials for fatigue with pure bending and axial loading. The purpose of the invention is to improve accuracy by eliminating factors that distort the stress state of the material under study. The installation comprises a base, a device for loading the sample 2 with a clean bend and axial loads, two spindles 8 and 9 and a driving motor 14, which is mounted on the base and connected to the spindles 8 and 9 by means of gears, the driving elements 15 and 16 of which are mounted on x 17 and 18 hinges, the driven member 19 is rigidly fixed on the spindle 8, and the element 20 is mounted for axial movement on the key 21 of the spindle 9. The installation improves the accuracy of the tests by eliminating the torque due to the resistance to rotation in the bearing postglacial nodes by eliminating the vibration and the factors which affect the magnitude of the bending moment. 2 Il.

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытаний материалов на усталость, в частности для изучения совместного действия чистого изгиба и осевого нагружения,The invention relates to testing equipment, and in particular to installations for testing materials for fatigue, in particular for studying the combined effect of pure bending and axial loading,

Цель изобретения - повышение точности путем устранения факторов, искажающих напряженное состояние исследуемого материала.The purpose of the invention is to increase accuracy by eliminating factors that distort the stress state of the investigated material.

На фиг,1 изображена схема установки, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.On Fig, 1 shows a diagram of the installation, General view; figure 2 is a section aa in figure 1.

Установка содержит основание 1, устройство для нагружения образца 2 исследуемого материала чистым изгибом, выполненное в виде двух тяг 3 и 4, траверсы 5 и подвески 6 с грузами 7, устройство для осевого нагружения, два шпинделя 8 и 9, корпусы 10 и 11 которых связаны с основанием 1 посредством шарниров, зажимы 12 и 13 для образца 2, установленные на соответствующих шпинделях 8 и 9, и приводной двигатель 14.The installation contains a base 1, a device for loading the sample 2 of the test material with a clean bend, made in the form of two rods 3 and 4, a traverse 5 and a suspension 6 with loads 7, a device for axial loading, two spindles 8 and 9, the housings 10 and 11 of which are connected with base 1 by means of hinges, clamps 12 and 13 for sample 2 mounted on the respective spindles 8 and 9, and a drive motor 14.

Приводной двигатель 14 установлен на основании 1 и кинематически связан со шпинделями 8 и 9 посредством соответствующих передач, ведущие элементы 15 и 16 которых установлены на соответствующих осях 17 и 18 шарниров. Ведомый элемент 19 одной передачи жестко закреплен на соответствующем шпинделе 8, а ведомый элемент 20 другой передачи установлен с возможностью относительного осевого перемещения на направляющей шпонке 21 другого шпинделя 9, Кинематическая связь приводного двигателя 14 с ведущими элементами 15 и 16 передач осуществляется с помощью гибкой тяги 22.The drive motor 14 is mounted on the base 1 and is kinematically connected to the spindles 8 and 9 by means of corresponding gears, the driving elements 15 and 16 of which are mounted on the corresponding hinge axes 17 and 18. The driven element 19 of one transmission is rigidly fixed to the corresponding spindle 8, and the driven element 20 of the other transmission is mounted with the possibility of relative axial movement on the guide key 21 of the other spindle 9. The kinematic connection of the drive motor 14 with the driving elements 15 and 16 of the gears is carried out using flexible traction 22 .

Устройство для осевого нагружения представляет собой силовой цилиндр с корпусом 11 и поршнем 23. Полости силового цилиндра соединены гибкими трубопроводами 24 и 25 с блоком 26 генерации давления рабочей среды.The device for axial loading is a power cylinder with a housing 11 and a piston 23. The cavities of the power cylinder are connected by flexible pipes 24 and 25 with the block 26 for generating a pressure of the working medium.

Установка работает следующим обра. зом.Installation works as follows. zom.

Образец 2 исследуемого материала закрепляют в зажимах 12 и 13. Установкой грузов 7 на подвеску 6 производят нагружение образца 2 чистым изгибом. Включением приводного двигателя 14 посредством соответствующих передач приводятся во вращение шпиндели 8 и 9, а следовательно установленный в зажимах 12 и 13 образец 2.Sample 2 of the test material is fixed in the clamps 12 and 13. Installing the weights 7 on the suspension 6 load the sample 2 with a clean bend. By turning on the drive motor 14 by means of appropriate gears, the spindles 8 and 9 are rotated, and therefore the sample 2 installed in the clamps 12 and 13.

Для нагружения вращающегося образца 2 осевой силой растяжения или сжатия в статическом или циклическом режимах в соответствующие полости силового цилиндра по трубопроводам 24 и 25 от блока 26 генерации давления подается рабочая среда. При этом шпиндель 9 перемещается вместе с направляющей шпонкой 21 относительно ведомого элемента 20 передачи.To load the rotating sample 2 with axial tensile or compression forces in static or cyclic modes, a working medium is supplied to the corresponding cavities of the power cylinder through pipelines 24 and 25 from the pressure generation unit 26. In this case, the spindle 9 moves together with the guide key 21 relative to the driven element 20 of the transmission.

От действия осевой нагрузки и трения в подшипниковых узлах шпинделей 8 и 9 возникают моменты сопротивления, направленные противоположно направлению вращения щпинделей 8 и 9. Эти моменты сопротивления преодолеваются вращательным моментом вала приводного двигателя 14.В связи с тем, что оба шпинделя 8 и 9 охвачены единой кинематической связью, обеспечивается строгая синхронизация вращения шпинделей 8 и 9 как по числу оборотов в единицу времени, так и по углу поворота в любой момент времени.From the action of axial load and friction in the bearing assemblies of the spindles 8 and 9, resistance moments arise opposite to the direction of rotation of the spindles 8 and 9. These resistance moments are overcome by the torque of the drive motor shaft 14. Due to the fact that both spindles 8 and 9 are covered by a single kinematic connection, provides strict synchronization of the rotation of the spindles 8 and 9 both in terms of the number of revolutions per unit time, and the angle of rotation at any time.

Таким образом, установка позволяет повысить точность испытаний путем исключения действия на образец дополнительного крутящего момента, вызванного действием сил сопротивления вращению в подшипниковых узлах шпинделей, за счет устранения вибрации образца от приводного двигателя и устранения факторов, влияющих на величину изгибающего момента, а также расширить диапазон рабочих углов скоростей за счет размещения приводного двигателя на станине.Thus, the installation allows to increase the accuracy of tests by eliminating the action of additional torque on the specimen caused by the action of resistance to rotation in the bearing assemblies of the spindles, by eliminating the vibration of the specimen from the drive motor and eliminating factors affecting the magnitude of the bending moment, and also expanding the range of working speed angles due to the placement of the drive motor on the bed.

Claims

Claim

Installation for testing materials for fatigue under circular bending and axial loading, containing a base, a device for loading by a pure bend, a device for axial loading, two spindles, the housings of which are connected to the base by hinges, clamps for the test material mounted on the corresponding spindles, and a drive the engine, characterized in that in order to improve accuracy by eliminating factors that distort the stress state of the test material, the drive motor is installed on the basis of and kinematically connected to the spindles by means of corresponding gears having the same gear ratios, the driving elements of which are mounted on the axes of the corresponding hinges, the driven element of one gear is rigidly fixed to the corresponding spindle, and the driven element of the other gear is mounted with the possibility of relative axial movement on the other spindle.