Способ испытания стержневых образцов при осесимметричном нагружении

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (39) (I! ) !

Г СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ДОМСТВО СССР (Г СПАТЕНТ СССР) (sips 6 01 N 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К: :АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

) 4786715/28

) 26.01.90

) 30.08.93. Бюл. М 32

) Ленинградский политехнический инстиим, М.И,Калинина

) В.А;Шерстнев и А,В.Офицеров

) Авторское свидетельство СССР

1588104, кл. G 01 N 3/00, 1988.

) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СТЕРЖНЕВЫХ

РАЗЦОВ ПРИ ОСЕСИММЕТРИЧНОМ

ГРУЖЕНИИ

) Изобретение относится к испытательй технике и может быть использовано при пытании стержневых образцов при осемметричном нагружении. Цель изобретея — повышение точности при испытании стко закрепленных в захватах образцов.

1 !

Изобретение относится к испытательн и технике.

Цель изобретения — повышение точнос при испытании жестко закрепленных в з хватах образцов путем учета эффекта сои тствующего изгиба. ! На фиг. 1 изображена схема устройства .д я реализации способа; на фиг. 2 — схема р ализации описываемого способа; на фиг.

3 оказано размещение упругих элементов д тчика.

Устройство для испытания стержневых о разцов при осесимметричном нагружен и содержит станину 1 с размещенными на н и активным 2 и пассивным 3 захватами и и мерительное устройство, включающее дин мометры 4, 5, блок 6 автоматического изм рения и терминал 7. Кроме того, на станине 1 расположено приспособление 8

Образец 12 закрепляют в захватах 2, 3. Затем. упругие элементы динамометров 4, 5 закрепляют на захватах 2, 3 так, что центры элементов лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси образца 12, а их положение фиксируют приспособлением 8. Затем образец 12 подвергают осесимметричному нагружению, в процессе которого при помощи блока 6 автоматического измерения определяют характеристики процесса, по которым судят о напряженно-деформированном состоянии материала образца 12, а указанное расположение упругих элементов .обеспечивает возможность определения значений изгибающего момента, учета эффекта соответствующего изгиба, что позволяет повысить точность испытания, 3 ил. для фиксации исходного взаиморасположения динамометров 4, 5. При этом упругие элементы 9, 10, 11 каждого из динамометров закреплены на каждом из соответствующих захватов 2 и 3 так, что центры упругих элементов 9, 10,,11 лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси испытуемого образца 12.

Способ реализуется следующим образом.

Образец 12 закрепляют в захватах 2, 3; .. Затем закрепляют на последних упругие элементы 9-11 динамометров 4, 5 так, что центры элементов 9 — 11 лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси образца 12.

Для корректного определения параметров сопутствующего изгиба необходимо располагать данными о взаимном исходном положении динамометров в осевом и угло1837197 вам направлениях относительно друг друга.

Их ориентировка может меняться при установке образцов в испытательную машину.

Для фиксации исходного взаиморасположения динамометров в осевом и угловом направленйях используют приспособление 8.

B качестве укаэанного приспособления может быть, например, использован оптический катетометр, при этом на боковой поверхности корпуса каждого динамометра, выполненного в виде цилиндра, должна быть нанесена градусная сетка в метрологи.ческой плоскости тензодатчиков, Рассмотрим силовую цепь, состоящую из образца 12, захватов 2, 3 и динамометров

4, 5 как единое целое, и предполо>ким, что из-за несовершенств испытательной системы в силовой цепи возникает деформация изгиба. Возмо>кные эпюры составляющих изгибающего момента (изгиб в общем случае может иметь пространственный характер) показаны на фиг. 2. Параметры изгиба можно при этом определять не на самом образце, а за его пределами, например в фиксированных сечениях D и F, динамометрами 4, 5, способными определять осевую силу и вектор изгибающего момента.

В соответствии с расчетной схемой по известным значениям изгибающих моменToB MYD, MzD, MYF, MzF в фиксированных сечениях D u F становится возможным определение изгибных напряжений в любой точке образца. Покажем это на примере сечения К для стержневого образца круглого поперечного сечения, Максимальные изгибные напряжения в сечении К определяются по известному выражению:

Мк

0макс =—

Wy где Wy — осевой момент сопротивления сечения; Мк — результирующий изгибающий момент в сечении К:

Мк = у Мук + 41с где Мук = Мчо+(Мл — Myp) . l1+12, MZK - MZD + (MZF — MZD) l1+ 2

L составляющие момента в сечении К.

Изгибные деформации в упругих элементах 9-11 динамометров 4, 5 выражаются следующим образом:

MR ел = --- cos p, MR

, 5 МВ сс Е- (со$ у> со$ гх2 + $! и (p $!п (22 ) (1) где Š— модуль Юнга; = ly = Iz — осевой момент инерции сечения.

Из совместного решения уравнений системы (1) получаем р =агсщ ( (+ cos а2 — cos ai ) ) (2)

При а1 =а2 =O3 = 120 выражение (2) упрощается:

cp=arctg(", (.В )) (2 )

2 cos 30

B рассмотренном случае угол р, определяемый по выражению (2) или (2 ), откладывается от оси 2 (r.å. от датчика А) по обычному правилу знаков для углов.

Определив угол р, по любому из уравнений (1) можно вычислить значение изгибающего момента М.

Следует отметить, что все вышеизложенное относится к случаю, когда датчики регистрируют только изглбные деформации. Деформации от центрального растяже. ния или сжатия стержня необходимо выделить и вычесть из показаний датчиков

9, 10, 11.

40 Таким образом, размещение упругих элементов датчиков нагрузки на каждом из захватов испытательной машины так, что их центры лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси испытуемого жестко закрепленного стержневого образца при осесимметричном нагружении, обеспечивает воэможность учета эффекта сопутствующего изгиба,,что в свою очередь повышает точность испытания.

Формула изобретения

Способ испытания стержневых образ.цов при осесимметричном нагружении, по которому образец закрепляют в захватах, устанавливают датчики нагрузки в двух непараллельных оси образца плоскостях, подвергают образец осесимметричному нагружению и измеряют характеристики процесса, по которым судят о напряженнодеформированном состоянии материала образца.отличающийся тем,что. с целью

1837197 п овышения точности при испытаний естко закрепленных в захватах образцов путем учета эффекта сопутствующего изгиба, упругие элементы датчиков закрепляют на захватах, причем на каждом захвате так, что их центры лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси образца.

1837197

Составитель М.Матюшин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Шмакова

Редактор

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

Заказ 2861 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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