Установка для усталостных испытаний при круговом изгибе с осевым растяжением

 

Изобретение относится к усталостным испытаниям, а именно к установкам для испытаний при круговом изгибе с осевым растяжением. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения программного изменения изгибной и осевой нагрузок в процессе испытаний. Образец 6 помещают в соосных захватах и приводят во вращение, нагружая чистым изгибом и осевой силой. Осевую силу задают путем программного изменения давления в пневмоцилиндре 9, для чего реле 16 по заданной программе открывает электропневмоклапан 17, соединяющий пневмоцилиндр 9 с источником давления. Сигнал от датчика положения поршня пневмоцилиндра 9 подается на электропневмоклапан 19, который отсекает источник давления от пневмоцилиндра. Поршень последнего опускается и дополнительный груз 12 догружает образец 6, компенсируя продольный момент осевой силы. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН (д) 4 G 01 N 3/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ j

К А STOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г 1

1(!

I

S( (21) 43601 ) 8/25-28 (22) 10.12.87 (46) 07.12.89. Бюл. У 45 (71) Институт проблем прочности

AH УССР и Киевский государственный педагогический институт им. А.М. Горького (72) Б.А. Гряэнов, А.К. Русановский и В.В. Хомин (53) 620.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1054726,кл. | 01 N 3/34, 1982. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИИ ПРИ КРУГОВОМ ИЗГИБЕ С ОСЕВЫМ

РАСТЯМЖНИЕМ (57) Изобретение относится к усталостным испытаниям, а именно к установкам для испытаний при круговом изгибе с осевым растяжением. Цель изобретения - расширение функциональных

„„SU„„1527554 A 1

2 воэможностей путем обеспечения про-. граммного изменения изгибной и осевой нагрузок в процессе испытаний.

Образец 6 помещают в соосных захватах и приводят во вращение, нагружая чистым изгибом и осевой силой.

Осевую силу задают путем программ. —, ного изменения в пневмоцилиндре 9, для чего реле 16 по заданной программе открывает электропневмоклапан 17, соединяющий пневмоцилиндр 9 с источником давления. Сигнал от датчика положения поршня пневмоцилиндра 9 подается на электропневмоклапан 19, который отсекает источник давления от пневмоцилиндра. Поршень последнего опускается и дополнительный груз 12 догружает образец 6, ком, пенсируя продольный момент осевой. силы. 5 ип.

1527554

Изобретение относится к усталостным испытаниям, к установкам для испытаний при круговом изгибе с осевым растяжением.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения программного изменения изгибной и осевой нагрузок в процессе испытаний. 10

На фиг. 1 приведена схема нагружения образца изгибающим моментом, и осевой растягивающей нагрузкой;на фиг. 2 — схема предлагаемой установки1 на фиг. 3 — конструкция узла нагружения осевой силой Р, на фиг.4 конструкция узла нагружения поперечной силой 1 ; на фиг ° 5 — схема изменения напряжений в рабочем сечении образца в течение одного цикла нагружения.

Установка (фиг.2) содержит основание 1, на котором размещен привод двигателя 2, вал которого соединен со шпинделем 3, корпус 4 которого шарнир- 25 но связан с основанием 1, корпус другого шпинделя 5 установлен с воэможностью осевого перемещения. Нагружатель осевым усилием растяжения образца 6 выполнен в виде пружины 7, гайки 8 и первого пневмоцилиндра 9 для сжатия пружины 7, обоймы 10, шарнирно соединенной с корпусом шпинделя 5. Изгибающий момент в образце

6 создается при помощи груза ll u

35 дополнительного гр, за 12, установленных на тяге 13 с помощью пружинной подвески 14 и коромыссл 15 на корпусах шпинделей.

Таким образом, первый захват, связанный -oшпинделем 5,связан с нагружателем осевым усилием, а второй захват— с приводом вращения.

Установка содержит программный элемент — электронное реле 16 (ти- 45 па ВЛ-25), связанными с электропневмоклапаном 17, при открытии которого воздух от источника давления компрессора 18 поступает в пневмоцилиндр

9, сжимая заранее оттарированную пружину 7 и производя в начальной точке перемещения включение микровыключателя — датчика положения поршня пневмоцилиндра 9 (первого пневмоцилиндра), Кикровыключатель (не по55 казан) электрически связан с электропневмоклапаном 19. Последний перекрывает поступление сжатого воздуха из компрессора 18 в пневмоустройство 20. В первом пневмоцилиндре

9 поршень 21 связан посредством тяги с первым захватом, Величина нагрузки P определяется выбором жесткости пружины 7, а также количеством и толщиной прокладок 22.

Дополнительный груз 12 взаимодействует с тягой 13 посредством ограничителя 23 и связанной с грузом 12 тарелки 24. Второй пневмоцилиндр 25, входящий в состав пневмоустройства

20, связан своим поршнем 26 посредством стакана 27 с грузом 12.

Вместо пневмоцилиндров 9 и 25 могут быть использованы и иные силовые цилиндры, например гидроцилиндры. В этом случае вместо электропневмоклапанов используют электроклапаны иной конструкции, а источник обеспечивает гидравлическое давление.

Установка работает следующим образом.

Образец устанавливают в захватах, приводят во вращение, нагружая при этом грузом, создающим в образце чистый круговой изгиб. В заданный момент программный элемент открывает электропневмоклапан 17 и пневмоцилиндр 9 начинает сжимать пружину 7, создавая в образце осевое усилие.

При этом датчик положения поршня пневмоцилиндра 9 подает сигнал на клапан 19, который перекрывает воздух и позволяет поршню 26 опуститься, обеспечивая тем самым возможность догружения основного груза 11 дополнительным грузом 12 для компенсации восстанавливающего момента от осевой нагрузки и сохранения неизменным в процессе испытания напряжения в образце 6. По истечении заданного времени нагружения реле 16 времени, управляющее работой электропневмоклапана 17, дает сигнал на его закрытие. Подача воздуха из

KoMIlpeccopa 18 в пневмоцилиндр 9 прекращается. Под действием сжатой пружины 7 поршень пневмоцилиндра перемешается в исходное положение, происходит снятие осевой растягивающей нагрузки.

В начале разгрузки сигнал от микровыключателя поступает на электропневмоклапан 19, воздух из компрессора 18 начинает поступать в пневмоустройство 20. Поршень 26, перемещаясь вверх, поднимает груз 12, постепенно (за счет упругой дефор2 Р Е

0 а где P

f а осевая сила, текущий прогиб образца, расстояние от точки крепления шпинделя до точки подвеса груза.

Пример. Цилиндрический образец 6 (фиг.2) из сплава ЭИ617 диаметром рабочей части 5 мм и общей длиной 140 мм размещают в зажимах шпиндельных корпусов и приводят во вращение, включая двигатель 2. Прилагают к образцу 6 начальную растягивающую нагрузку путем поджатия пружины 7 через пневмоцилиндр 9 гайкой 8. Включают компрессор 18 и производят нагружение образца 6 изгибающим моментом при помощи грузов и 12, устанавливают выдержку и, включая в работу реле 16 времени, приступают к циклическому нагружению образца 6 осевой растягивающей нагрузкой.

На фиг. 5 участок АВ соответствует нагружению образца растягивающей нагрузкой вследствие перемещения поршня пневмоцилиндра 9 (фиг.2) при отсутствии начальной растягивающей нагрузки, создаваемой путем поджатия пружины 7 через пневмоцилиндр 9 гайкой 8, участок ВС вЂ” постоянной величине растягивающей нагрузки, вследствие перемещения поршня пневмоцилиндра 9 (фиг.2) в исходное положение участок D соответствует отсутствию растягивающей нагрузки на образце. Включение в работу пневмоустройства 20 (фиг.2) и догружение образ ца 6 грузом 12 в период отсутствия на образце 6 растягивающей нагрузки позволяет проводить на установке трехчастотные испытания. В этом случае пневмоустройство 20 (фиг.2) вклю5 15 мации пружинной подвески 14) разгружая образец 6 от дополнительного изгибающего момента. Напряжение в расчетном сечении образца 6, таким образом, сохраняется неизменным. Скорость осевого нагружения, равно как и разгрузки, зависит от проходного сечения пневмопровода и регулируется с помощью сменных дросселей на входе и выходе пневмоцилиндров.

Иасса дополнительного груза определяется иэ условия

27554 6

45 о т. л и ч а ю щ а я с я тем, что, 1

5

l5

25 чается в работу по команде от реле

16 времени.

При наличии начальной растягивающей нагрузки, создаваемой путем поджатия пружины 7 через пневмоцилиндр

9 гайкой 8 (фиг.2), график изменения на фиг. 5 смещается вдоль оси ординат на соответствующую величину.

При этом моделируется процесс накопления повреждения в материале лопаток газотурбинного двигателя (ГГД) от совместного действия чистого изгиба и пульсирующего осевого нагружения::на участке АВ (фиг.5) имитируется нарастание нагрузки от действия центробежных сил при запуске

ГТД, на участке ВС - рабочая нагрузка при номинальном режиме работы

ГТД, на участке СД вЂ” переходный режим ГТД, моделируется изменение амплитудного значения изгибных напряжений в результате изменения формы колебаний лопатки ГТД, Формула изобретения

Установка для усталостных испытаний при круговом изгибе с осевым растяжением, содержащая основание, связанные с ним посредством соответствующих шпинделей два соосных захвата, первый из которых установлен с возможностью осевого перемещения, установленный на основании и связанный со шпинделем второго захвата привод вращения, связанный со шпинделем первого захвата нагружатель осевой силой, содержащий пружину с поджимным приспособлением, нагружатель чистым изгибом в виде связанной с захватами посредством подвесок тяги с грузом и механизм компенсации продольного момента от осевой силы, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения испытаний как при постоянных нагрузках, так и программного изменения изгибной и осевой нагрузок в процессе испытания, механизм компенсации продольного момента выполнен в виде установленного на тяге с возможностью перемещения вдоль нее дополнительного груза, установка снабжена двумя силовыми цилиндрами, поршень первого иэ которых связан с пружиной, а поршень второго — с дополнительным грузом, и устройством управления!

527554 цилиндрами, имеющим источник давления, связанный с цилиндрами через соответственно первый и второй электроклапан, и датчик положения поршня первого цилиндра, электрически связанный с вторым электроклапаном, а программный элемент электрически связан с первым электроклапаном.

1527554

Ц7УЕФ

Составитель Д.Поспелов

Техред M.Äèäûê Корректор О. Кравцова

Редактор И. Горная

Заказ 7505/49 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101