Способ испытания изделий на прочность

 

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к способам прочностных испытаний изделий, например , оболочечных конструкций. Цель изобретения - повышение точности при испытаниях изделий различной жесткости. Предварительно нагружают с помощью штока гидроцилиндра испытуемое изделие и эталонное изделие, обладающее меньшей жесткостью, чем испытуемое изделие, при подаче в рабочую полость гидроцилиндра одинакового контрольного давления. Затем к полости гидроцилиндра подсоединяют дополнительную емкость, объем которой определяют из соотношения V 2-10- S(K2-Ki)/K2 Ki, где S - эффективная площадь гидроцилиндра; «1, «2 - коэффициенты жесткости эталонного и испытуемого изделий Ki p/ Ah, K2 P/Al2i P - контрольное давление; Ah, А 2 - величины перемещений штока при нагруженпи эталонного и испытуемого изделий. После подсоединения дополнительной емкости проводят нагружение испытуемого изделия до заданной нагрузки, Точность воспроизведения нагрузки при испытании эталонного изделия и изделия повышенной жесткости обеспечивается за счет подачи в гидроцилиндр (при нагружении эталонного изделия) и в гидроцилиндр с дополнительной емкостью (для испытуемого изделия) одинакового количества рабочей жидкости. 1 ИЛ. (Л С

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ч

ЬЭ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4768101/28 (22) 13.12.89 (46) 15.01.92. Бюл, N. 2 (71) Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения (72)Ю,Ф. Скопов и К. Н, Лебедев (53) 620.17.051(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 274432, кл. G 01 M 1/06, 1968. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА

ПРОЧ НОСТЬ (57) Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к способам прочностных испытаний изделий, например, оболочечных конструкций, Цель изобретения — повышение точности при испытаниях изделий различной жесткости, Предварительно нагружают с помощью штока гидроцилиндра испытуемое изделие и эталонное изделие, обладающее меньшей жесткостью, чем испытуемое изделие, при

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано при испытании изделий, в частности, из композиционных материалов на прочность.

Известен способ испытаний закрепленных на стенде иэделий на прочность, включающий подачу нагрузки на иэделие с помощью силовозбудителей, подключенных к насосной станции, и задание режима нагрузки с помощью пульта управления.

Недостатком известного способа испытаний является необеспечение точности воспроизведения заданных нагрузок при Ы 1705722 А1 подаче в рабочую полость гидроцилиндра одинакового контрольного давления. Затем

K полости гидроцилиндра подсоединяют дополнительную емкость, обьем которой определяют из соотношения V- 2 10

Я(К2-К1)/К2 K), где S — эффективная площадь гидроцилиндра; К1, К2 — коэффициенты жесткости эталонного и испытуемого изделий К1= / AI), К =Р/Л1г, Р— контрольное давление; h I>, Л 2 — величины перемещений штока при нагружении эталонного и испытуемого изделий, После подсоединения дополнительной емкости проводят нагружение испытуемого иэделия до заданной нагрузки, Точность воспроизведения нагрузки при испытании эталонного изделия и изделия повышенной жесткости обеспечивается за счет подачи в гидроцилиндр (при нагружении эталонного изделия) и в гидроцилиндр с дополнительной емкостью (для испытуемого изделия) одинакового количества рабочей жидкости.

1 ил. испытании изделий, различающихся параметрами, поскольку влияние измерения жесткости испытуемого изделия не учитывается. Этот недостаток сказывается на результатах испытаний, особен ío îí проявляется при переходес испытаний изделий одной жесткости на испытание изделий большей жесткости.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения заданных нагрузок при испытании изделий различной жесткости, Предлагаемый способ испытаний изделий на прочность включает создание нагру170572"" зак с помощь1о гидрацилиндрав, измерение давлений и перемещений штоков гидроцилиндров с осуществлением следующих операций и ре>vi1MoD нагружения в определенной очередности: сначала задают и воспроизводят одинаковое контрольное

° давление на э1 аланнам изделии заданной определенной жесткости, соответственно измеря1ат перемещение штока гидрацилиндра, затем устанавливают на стенд изделие другой жесткости, нагружают его тем же контрольным давлениeM, аналогично фиксиру1ат нагрузку и измеряют перемещение штока гидрацилиндра, после «е а определяют коэффициенты жесткости эталонна,п и испьггуемаго иэделий путем деления контрольной нагрузки па соагветствующую Вел ичин1/ ttepeIleBqel«1n штока гидрацилиндра, подсоединяют гидравлически к рабочей камере гидрацилиндра дополнительную емкость с объемом для полного заполнения ее рабочей жидкостью, установленным по зависимости, -I. где t/- абьем дополнительной емкости, с л;

S — эффективная площадь рабоче а гидрацилиндра, см;

2, Р, Р

K1 = — - и l:z ==- - — соответственна коэффициенты жесткости э1аланнага и испытуемого издели11, кгс/сл1;

3.

Р— контрольное давление в камере ра бочега гидроцилиндра, ont1IIBvoeoe при нагру>кении эталонного и испытуемого изделий, кгс/см2;

Л I1 и Л12 — переMBBtet-Inn штока рабочего гидрацилиндра саа1вотствс нна при нагружении эталонного и испы гуемага изделий контрольным давлениел1, с 1, 2 10 — vîэффициент, учитывающий

Д обьемну о сжимаемасть жидкости (обьем жидкости изменяется приблизительно на

1% и ри изменении давления на 200 кгс см ), после чего изделия другой жесткости падверга ат нагружению с дополнительной емкостью, подключенной к рабочей камере гидрацилиндра, и определяют прочность изделия.

На чертеже приведена принципиальная блок-схема стенда.

Стенд для испытаний иэделий на прочность содержит основание 1, npot paMI1IIO-задающее устройство 2, электрагидравлический преобразователь 3, I идрацилиндр 4, измери тель 5 нагрузки, даполн111ельную емкость 6, гидравлически падкл а <енную трубопровоф400 мм, изготовленные из композиционных материалов. Hat ðóçêó прикладывали по оси

55 изделий на сжатие. Перемещение штока 15 и ри давлении в гидроцилиндре 4 50 кгс/см составило для баллона ф400 мм 1,0 мм, для баллона ф 1300 мм 5 мм. Эффективная площадь рабочего гидроцилиндра 200 см . Тогда

10 1!

>;>

50 дом 8 к рабочей камере 7 гидроцилиндра 4, и пульт 9 управления.

Программно-задающее устройство 2 и пульт 9 управления связаны с электрогидравлическим преобразователем 3 и между собой соответственно электротрактами 10, 11 и 12. Электрогидравлический преобразователь 3 трубопроводами 13 связан с рабочей камерой 7 гидроцилиндра 4.

Измеритель 5 нагрузки соединен электротрактом 14 с задающим устройством 2, корпус I драцил11Hдра 4 шарнирно закреплен

II3 основании 1, а его шток 15 шарнирно

coei1I»IctI с испытуемым изделием 16.

Испытуемые изделия устанавливаются . крепляются на стенде посредством специальнага крепежа (не пОказано), Способ испытаний изделий осуществляется следу.ащим образом.

В программно-задающее устройство 2 стенда вводится соответствующая программа и включается пульт 9 управления, в результате чего электрогидравлический преобразователь 3 подает по трубопроводам 12 в рабочую камеру 7 гидроцилиндра 4 раба Iy ю жидкость под давлением, шток 15 гидрацилиндра 4 перемещается и создает неабхадиму о нагрузку на изделие, величина которой контролируется измерителем 5 нагрузки, и ри этом дополнительная емкость

6 v рабочей камере 7 гидроцилиндра 4 нЕ падкл!ачается, При контрольной нагрузке измеряются

roo1Berc BeItIIo ее величина и перемещение штока 15 как при нагружении эталонного, так и испытуемого изделий.

Исходя из известной эффективной площади рабочего гидроцилиндра 4, полученного перемещения штока и нагрузки, определяются коэффициенты жесткости эталонного и испытуемого изделий, а затем

1а указанной зависимости вычисляется объем, и по нему подбирается соответствующая дополнительная емкость 6, которая подсоединяегся трубопроводами 8 к рабочей камере 7 гидроцилиндра 4. После этого на стенде проводятся испытания изделия другой жесткости ан а лог ич но описан ному.

Пример. В качестве эталонного изделия испольэовали баллон давления ф1300 мм, испытуемого изделия — баллон давления

1705722

К1= 50:0.1=500 кгс/см; К2=60:0,5=100 кгс/см;

Ч= 2 ° 10 200 500 100 = 32000 см, Толщина стенки испытуемого изделия 8 мм, эталонного 5 мм.

Подбор дополнительной емкости 6 с обьемом 32000 см и подсоединение ее к рабочей камере 7 гидроцилиндра 4 позволило при испытании изделий ф400 мм. имеющих большую жесткость по сравнению с эталонными изделиями, повысить точность воспроизведения заданных нагрузок приблизительно в 5 раз, так как при создании нагрузки на баллон ф 1300 мм в случае равенства нулю обьема рабочей камеры гидроцилиндра (в начальный момент) необходимо закачать в гидроцилиндр Vi200 см ° 0 5 мм - 10 см жидкости, а аналогичное усилие на баллон 400 мм создается при закачке V2- 200 см 0,1 мм - 20 см, 2 что требует в пять раз большей точности задающего устройства.

При использовании дополнительной емкости во втором случае необходимо закачать те же 20 см в гидроцилиндр плюс

32000см 50 3 а= гОО ОО = 8О (гД згоОО см — объем дополнительной емкости, 50— з контрольное давление, кгс/см, 200 100—

2 коэффициент сжимаемости жидкости при изменении давления на 1 кгс/см ), что в сумме также равно 100 см .

Таким образом, использование дополнительной емкости позволяет создать одинаковые условия по точности воспроизведения нагрузки при испытании изделий различной жесткости.

Формула изобретения

5 Способ испытания изделий на прочность, включающий нагружение испытуемого изделия с помощью штока гидроцилиндра, измерение давления в гидроцилиндре и величины перемещения штока, по которым су10 дят о прочности изделия, отл и ча ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности при испытаниях изделий различной жесткости, предварительно нагружают испытуемое изделие и эталонное изделие. обладающее

15 меньшей жесткостью, чем испытуемое, при подаче в гидроцилиндр контрольного давления, измеряют перемещение штока гидроцилиндра при нагружении эталонного и испытуемого изделий, а перед нагружением

20 изделия испытательным давлением подсоединяют к рабочей полости гидроцилиндра дополнительную емкость, причем объем V дополнительной емкости определяют из соотношения

V=2 10 $

К1 К2 где S — эффективная площадь гидроцилинд30,, <М2;

К1, К2 — коэффициенты жесткости эталонного и испытуемого изделий, К1= / Л I >; р

К2= / 2

Р— величина контрольНого давления, 35 кгс/см2;

Л I>, Л I2 — величина перемещения штока гидроцилиндра при нагружении эталонного и испытуемого изделий соответственно, см.

1705722

Составитель Ю.Скопов

Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Заказ 189 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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