(54) УСТАНСеКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ
РЬобретение относитс к исследовагшпо прочностных свойств материалов в именно к устансжкам дп испытани образшв материалов и деталей на усталость Известна устансжка дл испытани материалов на усталость, состо ща из балки , защемленной одним кондом в неподвижном захвате, второй коней которой с укрепленным на нем образцом расположен между полюсами электромагнита, подключенного к источнику переменного тока fl Недостаток установки - невозможность плавного регулировани длины балки во врем испытаний, что уменьшает точность настройки колебательной системы на резонанс и ведет к снижению точности испытани . Наиболее бл.изкой к изобретений TIO техническому существу -жл етс установка дл испытани материалов на усталость содержаща зажим дл креплени образца систему возбуждени колебаний образ ца, включающую магнит и источник переменного тока и аппаратуру дл измерени вибрации и внутреннего трени . В известной установке один конец образна закрепл етс в зажиме, а другой располагаетс между полюсами электромагнита. Подстройка резонансного режима может бьггь осуществлена , например, с помощью передвижного зажима. При испытании образцов зарождение и накопление усталостнцх повреждений контролируютс в процессе ис пытани путем контрол изменени резонансной частоты образна и внутреннего трени fS}. Однако, недостаточно высока точность настройки резонансного режима не позво-. л ет с высокой точностью зафиксировать момент зарождени трещины. Другим фактором , снижающим точность испытаний, вл етс вли ние магнитного пол на величину внутреннего трени в материале образна . Цель изобретени - псжышение точности испытаний. цель достигаетс благодар тому , что система возбуждени колебаний 37 образца снабжена пентой из эпектропровод щехч ) материапа, котора подключена к источнику переменного тока и расположена между полюсами магнита перпендикул рно магнитным силовым лини м, и механизмом нат жени ленты, а зажим закреплен на ленте. На -чертеже изображена схема предлагаемой устансжки. Устансека содержит зажим 1 дл креплени образца 2, закрепленный на ленте .3 из эпектропрсжод щего материала, ко.«« тора расположена между полюсами магнита 4 парпевдикуп рно магнитным ., силовым лини м и подключена к источнику 5 переменного тока регулируемой частоты . Лента 3 нат нута на кронштейнах 6 и 7 с помощью механизма нат жени , вкл чающего винт 8 и гайку 9. Она вл етс резонирующим элементом системы возбуж дени колебаний, в состав которой вход т также механизм нат жени , магнит 4 и и точник 5 переменного тока. Установка со держит также аппаратуру дл измерени в рашш и внутреннего трени в состав кото рой вход т осветитель 10, микроскоп 11, установленные на подвижной каретке 12, перет-тещаемой винтом 13, два фотоэлектр ческих преобразсжател 14 (на чертеже виден только один из них), расположенные в плоскости А-А изображени микроскопа 11, и подключенные к преобразсватетшм 14 частотомеры 15. Установка работает следующим образом . Образец 2 закрепл етс в зажиме 1 так, чтобы его продольна ось совпала с оптической осью осветител 1О и микроскопа 11. При прохождении переменного тока резонансной частоты через ленту 3 последн начинает колебатьс между полюсами магнита 4 в плоскости, перпендикул рной плоскости чертежа, -возбужда колебани образца 2. Свободный конец образца 2 перекрьшает световой поток, идущий от осветител 1О к микроскопу 11. Изображение нижнего конца образца находитс в плоскости А-А,. поэтому иэмен етс световой поток, попадающий в фотоэлектрические преобразователи 14 и в них возникают импульсы тока, поступаю щие в частотомеры 15. Преобразователи 14 смешены относительно друг рруга в плоскости, перпендикул рной плоскости че тежа, на определенное, устанавливаемое раннее рассто ние. Поэтому, при колебани х конца образца 2 его изображение пе peKfamasT преобразователи 14 в разные моменты времени. Измен нат жение ле 44 ы 3, и частоту источника 5 переменного ока, а также смеща ось осветител 10 икроскопа 11с помощью каретки 12 в направлении от нас (относительно плоскости чертежа), добиваютс , чтобы один КЗ частотомеров 15, считал, а другой - нет при возможно больших амплитудах колебани образца 2. Так настраивают систему пента 3 - образец 2 на резонанс. Затем устанавливают с помощью каретки 12 осветитель 10 и микроскоп 11 в положение , соответствующее выбранной сог|Ласно условий испытани амплитуде колебаний образца 2. Измен ситту тока, идущаго через ленту 3, добиваютс , чтобы оба частотомера 15 считьтали импульсы, причем приуменьшении амплитуды колебани образца 2 частотомер 15, подклю-ченный к преобразователю 14, расположенному соответственно большей амплитуде колебаний, прекращает считать. Пос;ле определенного числа импт льсов нагруженй изгибом в образце 2 зарождаетс трещина, резонанс нарушаетс , амплитуда колебаний образца 2 уменьшаетс , указанный частотомер 15 перестает считать, о ч&А сигнализирует, например электрический звонок. Систет 1у лента- образец настраивают на уменьшающуюс резонансную частоту и испытани продолжают до тех пор, пока не разрушитс образец. Получают кривые зависимости частоты образца от количества циклов нагружени , характеризующие , фактически скорость зарождени и распространени усталостной трещины . В процессе испытани поиимо иэмерени частоты периодически измер ют внутреннее трение. Дл этого выключают источник 5, креп т зажим 1 образца 2 к станине (фундаменту), возбуждают св.ободные затухающие колебани образца 2 например ударом. Осветитель 1О и микроскоп 11 заранее устанавливают на ту . литуду колебаний конца образца, в окрест ности которой хот т измерить внутреннее трение. (.Устанавлива с пс лощью каретки 12 осветитель 10 и микроскоп 11 в различные положени , снимают амплитудные зависимости внутреннего трени . Если параметры преобразователей 14 отличаютс один от дру1 ого так, что ошибка &п/п -1°/о то при измерении внутреннего трени эуютс одним преобразователем. При испытани х на усталость целесообразнее применение нескольких преобразователей 14, установленных на различные амплитуды и подключенных каждый к своему частотог меру 15. Благодар этому, за один прием по показани м нескольких частотомеров определ етс скорость распространени трещины. Точность настройки ленты на резона где д - частота колебани пенты, а Е - ее длина. Точность настройки балки на резона ( путем .изменени ее длины с помощью зажимов, в которых защемлены кониы балки); «.4, S где г и Ед - собственна частота и дли на балки. Следовательно, точность настройки л ты на резонанс выше чем точность нас ройки балки. Таким образом, устансека более точно испытывает материалы на усталость, за счет бопеё точной настро ки на резонанс. Испытани показали, что предлагаем установка с высокой точностью регистри рует момент зарождени трещин по част те колебани системы возбуждени . Пов шение точности испытани регистрирует зарождение и продвижение трешнны без прекращени нагружени . 4 и 3 о б Формула р е т е н и Установка дл испытани материалов на усталость, содержаща зажим дл креплени образца, систему возбуждени колебаний образна, включающую магнит и источник переменного тока, и аппаратуру дл измерени вибрации и внутреннего трени , отличающа с тем, что, с целью повышени точности испытани , система возбуждени колебаний образиа снабжена лентой из электропровод щего материала, котора подключена к источнику переменного тока и расположена между полюсами магнита перпендикул рно магнитным силовым лини м, и механизмом нат жени ленты, а зажим закреплен на ленте. Уточники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Трощенко В.Г. Усталость и неупругость металле®, Киев, Науксжа думка , 1971, с. 71-72. .2. Ли В.Х. и Яшкир Н.А. Исследование рассе ни энергии в компрессорных лопатках авиадвигател в зависимости от их усталостной долгове 1ности и наработки в процессе эксплуатации. Сб. Рассе ние энергии при колебани х механических систем , Киев, Наукова думка , 1970, С. 323-327.
x
,