Установка для испытания образцов материалов на усталость

 

Изобретение относится к установкам для испытания образцов материалов на усталость. Цель изобретения - приближение условий испытаний к условиям нагружения силовых элементов горных пород путем изменения места приложения нагрузки на поверхнос

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН

„80 163

Ц11, Ы 0 N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 2

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4493615/28 (22) 11. 10.88 (46) 15.03 „91. Бюл. М 1О (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) E.В.Лодус (53) 620. 178.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 243231, кл. С О1 N 3/32, 1967.

2 (54) УСТАНОВКА ДИ ИС1П4ТАНИЯ ОБРАЗЦОВ MATEPHAJIOB НА УСТА11ОСТЬ (57) Изобретение относится к установкам для испьггания образцов материалов на усталость. Цель изобретения — приближение условий испытаний к условиям нагружения силовых элементов горных пород путем изменения места приложения нагрузки на поверхнос1Ñ35056

10 ти образца и длины зон наГружения на его поверхности. Образец размещают в захвате и нагружают по образующим шгтиндрических поверхностей посредством роликов 5 и 6 при размещении груза на платформе 12 с толкателем 13. Для циклического изменения места нагружения включают привод 16 и посредством эксцентрикового механизма циклически перемещают захват

Изобретение относится к испытаниям материалов и иэделий на прочность при усталостном нагружении.

Цель изобретения — приближение испытаний к условиям нагружения снло- 20 вых элементов горных пород путем изменения места приложения нагрузки на поверхности образца и длины зон на-. гружения на его поверхности.

На фиг.1 изображена установка, вид 25 спереди; на фиг.2 — то же, вид сбоку, Установка содержит основание 1, установленный на нем захват 2 для образца 3, нагружающий механизм 4 с роликами S и 6, взаимодействующий с захватом. Установка снабжена также механизмом 7 возвратно-поступательных перемещений захвата 2, Оси 8 и

9 роликов 5 и 6 установлены в плоскости, перпендикулярной направлению перемещений захвата 2, н соединены с нагружающнм механизмом 4 с возможностью перемещения одна навстречу другой. Длина а образующих поверхностей роликов 5 и 6 выполнена в соот- 40 ветствии с заданным изменением длины эон приложения нагрузки к поверх ностям образца.

На роликах 5 и 6 установлены накладки 10 и 11 переменной ширины, которые задают характер изменения длины образующих роликов. Нагружающий механизм выполнен, например, в виде груза 4, установленного на площадке 12 с упором 13, который передает усилие от веса груза на ось 8 рычага 5. Ocb 8 имеет возможность перемещаться в направлении оси 9„ Захват

2 выполнен в виде рамки, в которой

Размещен образец 3 с воэможностью смещения по оси отверстия рамки в направлении действия сжимающего уси лия. Иеханизм возвратно-поступательных перемещений закватз выполнен в с образцом. Для циклического изменения длины эон приложения нагрузки по каждой образующей а используют ролики с переменной длиной образующих. Изобретение применяют при исследовании усталостной прочности образцов горных пород и других материалов и изделий, работающих при переменном распределении нагрузок по сечениям объекта. 2 ил. виде эксцентрика 7 с пальцем 14, рамкой 15 и приводом 16. В образце может быть выполнено отверстие 17 по форме, например, горной выработки и в нем размещены датчики деформаций (не показаны).

Установка работает следующим образом.

Образец 3 размещают на испытательной установке, для чего устанавливают его в захвате 2. Нагружают образец механическим усилием, для чего груз 4 устанавливают на платформу

12, упор 13 передает нагрузку от веса груза на ось 8 ролика и на образец 4. Передачу нагрузки осуществлял ют через две образующих цилиндрических поверхностей роликов 5 и 6 через накладки 10 и 11. Циклически изменяют место приложения усилия к поверхности образца, для чего включают двигатель 16 эксцентрика 7 и при перемещениях пальца 14 в рамке 15 передают возвратно-поступательные движения захвату 2 и образцу 3. Ролики 5 и 6 с накладками 10 и 11 перекатываются по поверхности образца и изменяют место приложения нагрузки. Этим осуществляют сжатие образца между двумя образунт1ими цилиндрических поверхностей при циклических перемещениях места нагружения, а за счет разной длины а образующих цилиндрических поверхностей роликов циклически изменяют длину зон приложения нагрузки на обеих поверхностях сжатия образца. При этом изменяют распределение напряжения по сечениям образца в зонах сжатия„ Ведут измерения деформаций образца и изменений формы отверстия и его размеров в зонах действия нагрузки; Испытания проводят при усталостных изменениях до

5 1635056

РазРУшения образца или до нагружения заданным числом циклов.

Формула изобретения

Испытания проводят при разных эа5 висимостях длины зон приложения нагрузки по каждой образующей поверхности, для чего используют накладки

10 н 11 равной формы. При этом исходят иэ распределения нагрузок по сечениям в реальном объекте, например в породах стенок горных выработок, при нагружении их перемещающимся источником нагрузки по выработкам, расположенньи сверху. Нагрузки определя" 15 ют замером s натуре или расчетом исходя иэ свойств пород на разных участках по длине выработок, а соотношение этих нагрузок на образце на разных участках по длине задают соот" 0 ношением длины зон приложения нагрузки по образующим исходя из того, что с уменьшением длины линии приложения нагрузки усилие под линией нагружения возрастает при одном и тои же грузе 4. При моделировании других условий работы силовых элементов нагрузку по сечениям распределяют с учетом специфики силового воздействия в конкретном случае. При решении 30 общих задач усталостного нагружения испытания проводят при разных эпюрах распределения напряжений по сечениям образца до разрушения и выявляют зависимости вида и места разрушения от типов переменных зпюр.

Установка для испытания образцов материалов на усталость, содержащая основание, установленный на нем захват для образца и нагружающий.механизм с парой предназначенных для взаимодействия с образцом Роликов с параллельньвки осями, установленных по разные стороны от оси захвата, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытаний к условиям нагруженкя силовых элементов горных пород путем кзиенения места приложения нагрузки на по» верхности образца и длины эон нагру*ения на его поверхности, она снабжена механизмом возвратно-поступательного перемещения захвата в плоскости, перендикулярной плоскости,i осей роликов, ролики установлены с возможностью изменения расстояния между ними, а их длины неодинаковы.