SU1809356A1

SU1809356A1 - Apparatus for testing specimens in complex stressed state

Info

Publication number: SU1809356A1
Application number: SU914908828A
Authority: SU
Inventors: Ivan N Andronov; Vladimir P Vlasov; Yurij B Kakuliya; Nikolaj V Chashchin
Original assignee: Ukhtinskij Ind I
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1993-04-15

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов при сложном напряженном состоянии.The invention relates to testing equipment, and in particular to installations for testing samples of materials under complex stress state.

Цель изобретения - повышение точности испытания путем исключения погрешностей от момента сил трения в устройстве нагружения осевым усилием при одновременном нагружении образца крутящим моментом.The purpose of the invention is to increase the accuracy of the test by eliminating errors from the moment of friction in the loading device by axial force while loading the sample with a torque.

Положительный эффект изобретения состоит в том, что повышается точность проведения испытаний образцов материалов.The positive effect of the invention is that the accuracy of testing samples of materials is increased.

На чертеже представлена схема установки (вид спереди).The drawing shows the installation diagram (front view).

Установка содержит основание 1, на котором закреплены неподвижная опора 2 и ей соосные опоры 3 и 4. При этом для установления соосности опор опоры 3 и 4 имеют возможность перемещения в горизонтальной плоскости, а с помощью тонких прокладок, устанавливаемых между основанием 1 и опорами 3 и 4 (на чертеже прокладки не показаны), и в вертикальной плоскости. В опоре 2 защемлен пассивный захват 5, в котором неподвижно закреплен образец 6 одним концом, а другим неподвижно закреплен в активном захвате, закрепленном на конце подвижного вала 7, установленного в опорах 3 и 4. Вал 7 окружают шарики 8, закрепленные в цилиндрических сепараторах 9. На валу 7 с помощью шпонки закреплен шкив 10, на цилиндрической поверхности которого выполнены винтовые канавки 11 для размещения в них гибкой тяги 12, одним концом соединенной со шкивом и с прикладываемым грузом 13 на другом. При этом тяга с грузом 13 может располагаться как с одной стороны шкива 10, так и с другой, нагружая образец 6 крутящим моментом как в одном направлении, так и в другом,The installation comprises a base 1, on which the fixed support 2 and its coaxial supports 3 and 4 are fixed. Moreover, to establish the alignment of the supports, the supports 3 and 4 can be moved in the horizontal plane, and with the help of thin gaskets installed between the base 1 and the supports 3 and 4 (gaskets not shown), and in a vertical plane. In the support 2, a passive grip 5 is clamped, in which the sample 6 is fixedly fixed at one end and the other is fixedly fixed in the active grip fixed at the end of the movable shaft 7 installed in the supports 3 and 4. The balls 7 are surrounded by balls 8 fixed in cylindrical separators 9 A pulley 10 is mounted on the shaft 7 with a key, on the cylindrical surface of which there are made helical grooves 11 for accommodating a flexible rod 12 in them, connected at one end to the pulley and with the applied load 13 on the other. In this case, the thrust with a load of 13 can be located both on one side of the pulley 10 and on the other, loading the sample 6 with a torque both in one direction and in the other,

К подвижному валу 7 прикреплена рама 14, имеющая возможность вращения относительно вала 7 и которая соединена со второй рамой 15 через установленную между ними шаровую опору 16. На оси 17 двух опор 18, прикрепленных к основанию 1, установлен двуплечий рычаг 19, через который свободно проходит стержень рамы 15. Рычаг 19 малым плечом взаимодействует через сферическую опору 20 с рамой 14. На конце малого плеча рычага 19 закреплена вилка 21, предотвращающая поворот рамы 15 под действием собственного веса, и в пазу которой расположена одна из перемычек рамы 15.A frame 14 is attached to the movable shaft 7, which is rotatable relative to the shaft 7 and which is connected to the second frame 15 through a ball joint 16 installed between them. A two-arm lever 19 is installed on the axis 17 of the two supports 18 attached to the base 1, through which it freely passes the core of the frame 15. The lever 19 interacts through the spherical support 20 with the frame 14. The fork 21 is fixed at the end of the small shoulder of the lever 19, which prevents the rotation of the frame 15 due to its own weight, and in the groove of which one of the jumpers of the frame 15 is located.

На основании 1 закреплены неподвижные опоры 22, на которых установлена ось 23 шкива 24, к которому прикреплена гибкая тяга 25 с грузом 26. К оси 23 прикреплена гибкая тяга 27, при соединении которой с рамой 15 образец нагружается осевым усилием растяжения, а при соединении с большим плечом рычага 19 образец 6 нагружается осевым усилием сжатия. Для испытания образца 6 при повышенной температуре служит съемная электропечь 28, которая состоит из двух разъемных частей, при этом нижняя часть опирается на основание 1.Fixed supports 22 are fixed on the base 1, on which the axle 23 of the pulley 24 is mounted, to which the flexible rod 25 with the load 26 is attached. The flexible rod 27 is attached to the axis 23, when connected to the frame 15, the specimen is loaded with axial tensile force, and when connected with the large arm of the lever 19, the sample 6 is loaded with axial compression force. To test sample 6 at elevated temperature, a removable electric furnace 28 is used, which consists of two detachable parts, with the lower part resting on the base 1.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Устанавливают образец 6 в пассивный захват 5 и в активный захват, закрепленный на конце подвижного вала 7. Перемещением опор 3 и 4 в горизонтальной плоскости и с помощью тонких прокладок в вертикальной плоскости добиваются соосности опор 2-4 и образца 6, после чего опоры 3 и 4 соединяют неподвижно с основанием 1.Set the sample 6 in the passive grip 5 and in the active grip fixed on the end of the movable shaft 7. By moving the supports 3 and 4 in the horizontal plane and using thin spacers in the vertical plane, align the supports 2-4 and sample 6, after which the supports 3 and 4 are connected motionless with the base 1.

Для обеспечения совместного кручения с растяжением образца 6 тягу 27 соединяют с рамой 15 и между рамами 15 и 14 устанавливают шаровую опору 16, а сферическую опору 20 снимают. Устанавливают грузы 13 и 26. Груз 13 создает в образце 6 крутящий момент, а груз 26 - осевое усилие растяжения. Шаровая опора 16 контактирует с рамами 14 и 15 по малым площадкам и поэтому плечи сил трения весьма малы и момент сил трения близок к нулю. По завершении опыта грузы 13 и 26 снимают.To ensure joint torsion with stretching of the sample 6, the thrust 27 is connected to the frame 15 and a spherical support 16 is installed between the frames 15 and 14, and the spherical support 20 is removed. Weights 13 and 26 are set. The load 13 creates a torque in the sample 6, and the load 26 creates an axial tensile force. Ball bearing 16 is in contact with the frames 14 and 15 in small areas and therefore the shoulders of the friction forces are very small and the moment of friction forces is close to zero. At the end of the experiment, loads 13 and 26 are removed.

Для обеспечения совместного кручения с сжатием образца 6 тягу 27 соединяют с большим плечом рычага 19 и между рамой 14 и малым плечом рычага 19 устанавливают сферическую опору 20, а опору 16 снимают и устанавливают грузы 13 и 26, которые создают в образце 6 соответственно крутящий момент и осевое усилие сжатия.To ensure joint torsion with compression of the sample 6, the rod 27 is connected to the large arm of the lever 19 and a spherical support 20 is installed between the frame 14 and the small shoulder of the lever 19, and the support 16 is removed and loads 13 and 26 are created, which create a torque in the sample 6 and axial compression force.

Установка обеспечивает также испытание образца 6 только на кручение или только на растяжение или только на сжатие. Для этого устанавливают соответственно только груз 13 или только груз 26, а тяга соединяется соответственно с рамой 15 или с рычагом 19.The apparatus also provides testing of sample 6 only for torsion or only for tension or only for compression. To do this, respectively, only load 13 or only load 26 is set, and the rod is connected respectively to frame 15 or to lever 19.

При испытании образца 6 при повышенной температуре устанавливают электропечь 28, в которой размещают образец 6.When testing sample 6 at an elevated temperature, an electric furnace 28 is installed in which sample 6 is placed.

Величина максимального угла закручивания образца 6 при действии осевого усилия и крутящего момента ограничена возможностью поворота рамы 14 относительно рамы 15.The magnitude of the maximum twist angle of the sample 6 under the action of axial force and torque is limited by the possibility of rotation of the frame 14 relative to the frame 15.

Установка предназначена для испытания образцов различных материалов, а также и для определения физико-механических характеристик материалов с эффектом памяти формы.The apparatus is intended for testing samples of various materials, as well as for determining the physicomechanical characteristics of materials with a shape memory effect.

Claims

Claim

1. Installation for testing samples of materials at a difficult stress state, comprising a base, a passive grip attached to it, a shaft mounted on the base with an active grip fixed to its end, a two-arm lever connected to the shaft and a torque loading device and a loading device connected to the latter axial force, characterized in that, in order to improve the accuracy of the test by eliminating errors from the moment of friction in the device loading axial force while heating When the sample is tightened, it is equipped with a fork fixed at the end of the small shoulder of the lever, which is made of different arms, the axis of the two shoulders of the lever is fixed to the bases, the axial loading device is made in the form of two rectangular frames, one of which is mounted on the free end of the shaft, covers 10 the other a frame with the possibility of interaction of one of its jumpers with one of the jumpers of the second frame through a ball bearing and is installed with the possibility of contacting a two-arm lever through another spherical support, and the second the second jumper of the second frame is located in the groove of the fork, pulley, load suspended on a flexible rod thrown over the pulley and an additional flexible rod connected at one end to the axis of the pulley and the other either to the second jumper of the second frame or to the big shoulder of the two shoulders lever and the device for loading the torque is made in the form of a pulley with screw grooves on its rim, rigidly mounted on the shaft, and a load suspended on a flexible rod located in the screw grooves of the pulley.

2. Installation pop. 1, it is clear that, in order to expand the functionality by providing tests to determine the physicomechanical characteristics of materials with a shape memory effect, it is equipped with an electric furnace designed to accommodate a sample in it.