Установка для ударных испытаний материалов при сложном напряженном состоянии

 

Р зобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения возможности длительной выдержки испытуемого под боковой нагрузкой перед ударным нагружением образца пропорциональными крутящей и осевой разрывающей нагрузками. Для этого стенд содержит узел вращения наковальни 4, выполненный в виде привода 10 вращения , соединенного с ним винта (В) 11, на торце которого закреплен осе

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪБЛИК

А1

„„SU„„1423941 цу4 С 01 N Э/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4166031/? 2-03

{22) 23. 12. 86 (46) 15 ° 09. 88. Вюл. Р 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620.178.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1185t77, кл. С 01 N 3330, t984. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ УЦАРНИХ ИСПЫТАНИЙ

МАТЕРИАЛОВ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМ

СОСТОЯНИИ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Пель изобретения— расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения возможности длительной выдержки испытуемого под боковой нагрузкой перед ударным нагружением обраэца пропорциональными крутящей и осевой разрывающей нагрузками. Для этого стенд содержит узел вращения наковальни 4, выполненный в виде привода 10 вращения, соединенного с ним винта (В)

11; на торце которого закреплен осе142 Э941 ой захват 7 для образца 5, и тормоза В 11, сбрасываемый груз, выполненный в виде охватываюшей В 11 каретки 1 с роторами 16 и 17, взаимодействующими с В 11. Наковальня 4 выполнена в. виде подпружиненного

Инерционного груза, установленного с возможноСтью осевого перемещения.

Тормоз В 11 связан с фиксатором 3 сходйого положения груза. Боковую

Изобретение относится к испытаельной технике, к установкам для дарных испытаний материалов на прочность при сложном напряженном состоянии, Цель изобретения — расширение ункциональных возможностей установки путем обеспечения возможности длительной выдержки испытываемого образца под боковой нагрузкой перец ударным нагружением образца пропорциональными крутящей и осевой разрывающей нагрузками.

На чертеже представлена схема установки для ударных испытаний материалов.

Установка содержит сбрасываемый груз, выполненный в виде каретки 1, смонтированной на вертикальных направляющих 2, на которых установлен фиксатор 3 исходного положения каретки 1 и наковальня 4 для установки образца 5 испытываемого материала, смонтированная в нижней части направляющих 2 с возможностью осевого вращения, два осевых захвата 6 и 7 для образца 5, один иэ которых, захват 6, закреплен на наковальне 4, боковые захваты 8 для образца 5, соединенные с подвижными в радиальном направлении грузами 9, узел вращения наковальни 4, выполненный в виде привода 10 вращения и проходящего по центру каретки 1 винта 11, на торце которого закреплен второй осевой захват 7 для образца 5, На винте 11 установлен тормоз, выполненный в виде электромагнитной муфты, состоящей из неподвижно закрепленной на направнагрузку на образец 5 снижает В 11.

Нагружение образца производят крутящей нагрузкой от действия инерционной силы торможения вращения наковальни 4. С помощью данного стенда можно выдержать образец под боковой нагрузкой перед нагружением ударной нагрузкой и можно исследовать влияние предварительной нагрузки на ударную прочность материалов. 1 ил.

2 ляющих 2 катушки 12 и полумуфты 13, установленной на винте 11 с возможностью осевого перемещения и соединенной шпонкой 14 с приводом 10 вра5 щения.

Полумуфта 13 имеет внешнюю коническую поверхность 15 для соедине„ния с фиксатором 3 исходного положения каретки 1.

В каретке 1 установлены роторы 16 и 17, соединенные с винтом 11, Наковальня 4 выполнена в виде инерционного груза и установлена на подпружиненном подшипнике 18 с возможностью осевого перемешения. la наковальне 4 установлена сменная накладка 19.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 10 и приводят во вращение винт 11 с захватами 6 и 7, передающими через образец 5 вращение . на наковальню 4. Разгон привода 10

25 производится с медленной скоростью для исключения больших крутящих нагрузок на образце 5. Вместе с наковальней 4 вращаются грузы 9, создающие посредством захватов 8 боковое растяжение на образце 5. Роторы 16 и 17 также вращаются совместо с винтом 11 с увеличивающейся скоростью.

При достижении заданной скорости вращения винта 11, определяемой уровнем боковой нагрузки на образце 5, раз35 гон привода 10 прекращают и с этой постоянной скоростью вращают винт 11 . в течение времени, необходимого для выдерживания образца 5 под постоянной боковои нагрузкой. Пля ударного раз142394 рушения образца 5 подают ток в катушку 12 тормоза винта 11, в результате чего полумуфта 13 притягивается к каI тушке 12, шпонка 14 смещается вместе с

5 полумуфтой 13, разъединяя привод 10 и винт 11, и тормозит винт 11 от вращения. В момент смещения полумуфты 13 ее боковая поверхность смещает толкатель 20, упирающийся в рычаг 21, сое- ip диненный с фиксатором 3, рычаг 21 поворачивается, и фиксатор 3 освобождает каретку 1. Каретка 1 под действием собственного веса и под действием раскрученных роторов 1б и .17 при 15 заторможенном винте 11 падает. К моменту нанесения разрывающего образец 5 удара по накладке 19 за счет торможения винта 11 происходит снижение боковой нагрузки на образце S 20 и нагружение его крутящей нагрузкой от действия инерционной силы торможения вращения наковальни 4 ° Осевой разрывающий удар приходится по нагруженному от боковой нагрузки образ- 25 цу 5. Крутящая нагрузка в момент осевого удара также отсутствует. Осуществляется ударное разрывающее разрушение образца после воздействия на" него длительной боковой и ударной 30 крутящей нагрузок, Подбором высоты накладки 19 регулируют интервал времени между прекращением действия боковой и крутящей нагрузок и нанесением осевого удара: с увеличением высоты накладки 19 интервал времени уменьшается. При определенной высоте накладки 19 получают нагружение образца одновременно осевой и крутящей нагрузками при 40 уменьшении боковой нагрузки. При ма- . лой собственной массе наковальни 4 получают ударное разрушение образца 5 осевой нагрузкой после длительного действия боковой нагрузки и пре- 45 кращения ее действия беэ участия крутящей нагрузки. При увеличенной высоте накладки 19 режим нагружения без участия крутящей нагрузки может реализоваться при неполностью снятой 50 боковой нагрузке.

Таким образом, с помощью предлагаемой установки получают последова1

4 тельное нагружение образца испыты( ваемого материала длительно действующими боковыми и сменяющими их ударными крутящими и осевыми нагрузками вместо пропорционального нагружения одновременно несколькими нагрузками на известных установках. Воэможность выдержки образца испытываемого материала под боковой нагрузкой перед нагружением ударной нагрузкой позволит исследовать влияние предварительной длительной нагрузки на ударную прочность материалов.

Формула и з о б р е т е н и я с

Установка для ударных испытаний материалов при сложном напряженном состоянии, содержащая сбрасываемый груз с фиксатором его исходного положения и вертикальными направляющими, наковальню для установки 06разца испытываемого материала, смонтированную в нижней части направляющих с возможностью осевого вращения, узел вращения наковальни, два осевых захвата для образца, один из которых закреплен на наковальне, боковые захваты для образца, соединенные с подвижными в радиальной направлении грузами, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей установки путем обеспечения возможности длительной выдержки испытываемого обраэцз под боковой нагрузкой перед ударным нагружением образца пропорциональными крутящей и осевой разрывающей нагрузками, узел вращения наковальни выполнен в виде привода вращения, соединенного с ним винта, на торце котороге закреплен второй осевой захват для образца, и тормоза винта, . сбрасываемый груз выполнен в виде охватывающей винт каретки с роторами, взаимодействующими с винтом, наковальня выполнена в виде подпружиФ ненного инерционного груза, установленного с возможностью осевого перемещения, а тормоз винта связан с фиксатором исходного положения груза.

ВНИИПИ Заказ 4б83/47 Тираж 847 Подписное

Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4