Установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии

Авторы патента:

G01N3/20 - путем приложения постоянных изгибающих моментов (G01N 3/26,G01N 3/28 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2486490:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии содержит два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, связанную со вторым рычагом, и якорь, установленный с возможностью взаимодействия со вторым захватом. При этом установка имеет корпус из диэлектрического материала с отверстием, шарнирно соединенный с концом второго рычага, толкатель из диэлектрического материала, расположенный в отверстии корпуса с возможностью перемещения вдоль оси отверстия и поворота относительно оси, и дополнительные электромагнитные катушки, причем электромагнитные катушки расположены по винтовой линии на внутренней поверхности корпуса. Якорь установлен на толкателе эксцентрично относительно оси поворота с возможностью последовательного взаимодействия с катушками. Второй захват закреплен на торце толкателя, а электромагнитные катушки выполнены с возможностью индивидуального регулирования силы взаимодействия с якорем. Технический результат - увеличение информативности испытаний на усталость при действии осевой и изгибающей нагрузок при дополнительном действии циклической крутящей нагрузки с возможностью изменения формы циклов и уровней нагрузок в ходе испытаний. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.

Известна установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии (Испытательная техника. Справочник, кн.2. Под ред. В.В.Клюева. М.: Машиностроение, 1982, с.23-24, рис.13), содержащая два двигателя, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца.

Недостаток установки состоит в отсутствии возможности проведения исследований на усталость под действием осевой и изгибающей нагрузок при дополнительном действии циклической крутящей нагрузки с возможностью изменения формы циклов и уровней нагрузок в ходе испытаний.

Известна установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии (патент РФ №1640600, кл. G01N 3/34, 1991), содержащая два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, связанную со вторым рычагом, и якорь, установленный с возможностью взаимодействия со вторым захватом.

Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности проведения исследований на усталость под действием осевой и изгибающей нагрузок при дополнительном действии циклической крутящей нагрузки с возможностью изменения формы циклов и уровней нагрузок в ходе испытаний.

Известна установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии (патент РФ №1224665, кл. G01N 3/34, 1986), принимаемая за прототип. Установка содержит два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, связанную со вторым рычагом, и якорь, установленный с возможностью взаимодействия со вторым захватом.

Техническим результатом изобретения является увеличение информативности исследований на усталость под действием осевой и изгибающей нагрузок при дополнительном действии циклической крутящей нагрузки с возможностью изменения формы циклов и уровней нагрузок в ходе испытаний.

Технический результат достигается тем, что установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии, содержащая два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, связанную со вторым рычагом, и якорь, установленный с возможностью взаимодействия со вторым захватом, согласно изобретению она имеет корпус из диэлектрического материала с отверстием, шарнирно соединенный с концом второго рычага, толкатель из диэлектрического материала, расположенный в отверстии корпуса с возможностью перемещения вдоль оси отверстия и поворота относительно оси, и дополнительные электромагнитные катушки, при этом электромагнитные катушки расположены по винтовой линии на внутренней поверхности корпуса, якорь установлен на толкателе эксцентрично относительно оси поворота с возможностью последовательного взаимодействия с катушками, а второй захват закреплен на торце толкателя.

Технический результат достигается также тем, что электромагнитные катушки выполнены с возможностью индивидуального регулирования силы взаимодействия с якорем.

На фиг.1 представлена схема установки.

Установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии содержит два двигателя 1, 2 разной мощности с параллельными валами 3, 4 и встречно направленными крутящими моментами, два рычага 5, 6, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты 7, 8 для образца 9, один из которых 7 установлен на конце первого рычага 5, электромагнитную катушку 10, связанную со вторым рычагом 6, и якорь 11, установленный с возможностью взаимодействия со вторым захватом 8.

Установка имеет корпус 12 из диэлектрического материала с отверстием 13, шарнирно соединенный с концом второго рычага 6, толкатель 14 из диэлектрического материала, расположенный в отверстии 13 корпуса с возможностью перемещения вдоль оси отверстия и поворота относительно оси, и дополнительные электромагнитные катушки 15. Электромагнитные катушки 10, 15 расположены по винтовой линии на внутренней поверхности корпуса 12. Якорь 11 установлен на толкателе 14 эксцентрично относительно оси поворота с возможностью последовательного взаимодействия с катушками 10, 15. Второй захват 8 закреплен на торце толкателя 14.

Электромагнитные катушки 10, 15 выполнены с возможностью индивидуального регулирования силы взаимодействия с якорем 11.

Установка имеет приспособления 16 для изменения расстояния между валами 3, 4. Установка работает следующим образом.

Включают двигатели 1, 2, имеющие встречно направленные крутящие моменты. Более мощный двигатель, например 1, приводит во вращение рычаги 5 и 6, а менее мощный двигатель 2 создает сопротивление вращению рычагов, вызывающее постоянную составляющую изгибающей нагрузки на образец 3. Вследствие несоосности валов 3, 4 при их вращении происходит взаимное смещение толкателя 14 с захватом 8 и корпуса 12, в результате чего создается циклическая составляющая изгибающей нагрузки. При включении электромагнитных катушек 10, 15 якорь 11 в процессе перемещения толкателя 14 последовательно вступает во взаимодействие с катушками и создает циклически изменяющиеся крутящий момент и осевую нагрузку на образце. Форма циклов и уровни нагрузок регулируются в ходе испытаний индивидуальным изменением силы взаимодействия катушек 10, 15 с якорем 11.

Установка обеспечивает проведение испытаний на усталость при действии осевой и изгибающей нагрузок в новых условиях - при дополнительном действии циклической крутящей нагрузки с возможностью изменения формы циклов и уровней нагрузок в ходе испытаний. Это повышает информативность испытаний образцов на усталость при сложном напряженном состоянии.

1. Установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии, содержащая два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, связанную со вторым рычагом, и якорь, установленный с возможностью взаимодействия со вторым захватом, отличающаяся тем, что она имеет корпус из диэлектрического материала с отверстием, шарнирно соединенный с концом второго рычага, толкатель из диэлектрического материала, расположенный в отверстии корпуса с возможностью перемещения вдоль оси отверстия и поворота относительно оси, и дополнительные электромагнитные катушки, при этом электромагнитные катушки расположены по винтовой линии на внутренней поверхности корпуса, якорь установлен на толкателе эксцентрично относительно оси поворота с возможностью последовательного взаимодействия с катушками, а второй захват закреплен на торце толкателя.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что электромагнитные катушки выполнены с возможностью индивидуального регулирования силы взаимодействия с якорем.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании на релаксацию напряжения металлических образцов при изгибе. .

Способ измерения упругих констант материалов // 2465551

Изобретение относится к области определения механических свойств материалов путем приложения заданных нагрузок. .

Способ испытания железобетонного элемента с продольным статическим сжатием и динамическим изгибающим моментом // 2458334

Изобретение относится к технике испытаний конструкций на динамические воздействия. .

Нагрузочное устройство // 2453823

Изобретение относится к механическим нагрузочным устройствам и может быть использовано для нагружения поверхностей образцов чистым изгибом и определения полей деформаций и напряжений в экспериментальных исследованиях лабораторных макетов и натурных объектов.

Способ определения механических характеристик стержней из полимерных композиционных материалов и устройство для его реализации (варианты) // 2451281

Изобретение относится к способу определения механических характеристик материалов, в частности к способам определения модуля упругости, предельной прочности, предельной деформации стержней из полимерных композиционных материалов, и устройству для его реализации.

Стенд для испытания образцов при многоточечном изгибе // 2439531

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность и может быть использовано для испытаний элементов конструкций шахтной крепи, трубопроводов, несущих элементов зданий и сооружений.

Установка для испытания компактных образцов на усталость при изгибе с кручением // 2437075

Изобретение относится к машинам для испытания на усталость и может быть использовано для получения механических характеристик материалов. .

Установка для испытания образцов при многоточечном изгибе // 2436064

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Стенд для испытания образцов при многоточечном изгибе // 2436063

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Способ определения оптимального количества нагелей в составных деревянных балках (варианты) // 2436062

Изобретение относится к области строительства и предназначено для определения оптимального числа нагелей в двухслойных деревянных конструкциях балочного типа. .

Устройство для испытания плоских облученных образцов на релаксацию напряжения при изгибе // 2489700

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании на релаксацию напряжения облученных металлических образцов при четырехточечном изгибе

Устройство для испытания на устойчивость // 2492445

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в стандартных испытательных машинах для испытания металлических образцов на сжатие без потери устойчивости

Способ определения остаточных напряжений и энергетических характеристик газотермических покрытий // 2499244

Изобретение относится к механическим испытаниям газотермических покрытий, а более точно касается определения остаточных напряжений в покрытии и энергии, необходимой для их высвобождения. Сущность: осуществляют нагружение образца с газотермическим покрытием, расположенного на опорах покрытием вниз, статической нагрузкой по 4-точечной схеме. Нагружение образца осуществляют плавно до величины нагрузки, не превышающей предел упругости материала покрытия, последовательно разгружают до значения деформации растяжения, равной нулю, при этом измеряют остаточное усилие, продолжают разгружение до получения значения усилия, равного нулю, и измеряют остаточную деформацию сжатия. По полученному деформационному гистерезису рассчитывают остаточные напряжения в покрытии и его энергетические характеристики, включающие: энергию высвобождения внутренних напряжений (Дж); энергию, необходимую для полной релаксации остаточных напряжений (Дж); плотность энергии, необходимой для полной релаксации остаточных напряжений (Дж/м3). Технический результат: получение комплекса механических характеристик газотермического покрытия, которые позволяют контролировать его качество и создавать совершенный технологический процесс его получения. 3 ил.

Способ измерения жесткости оптического кабеля при низких температурах // 2506559

Изобретение относится к технике измерений параметров кабелей и может быть использовано для измерения жесткости оптических кабелей с высокой прочностью на разрыв при низких температурах. Сущность: один конец образца оптического кабеля закрепляют на платформе с помощью первого зажима, а второй конец образца оптического кабеля отгибают от его оси на угол θ>45° и закрепляют на платформе с помощью второго зажима, после чего платформу с закрепленным на ней образцом кабеля помещают в климатическую камеру, устанавливают в ней заданную температуру, при которой измеряют радиус изгиба оптического кабеля на выходе из первого зажима. Предварительно, для одних и тех же значений угла θ и расстояния 1, при нормальной температуре выполняют измерения относительных радиусов изгиба на выходе из первого зажима R0 и R1 для двух образцов оптического кабеля, для которых значения жесткости при нормальной температуре В0 и В1 известны и отличаются друг от друга, после чего для тех же значений угла θ и расстояния 1 выполняют измерения относительного радиуса изгиба на выходе из первого зажима испытуемого образца оптического кабеля Rx при заданной низкой температуре. Относительный радиус изгиба определяют как отношение радиуса изгиба оптического кабеля на выходе из зажима к радиусу оптического кабеля, а жесткость испытуемого образца оптического кабеля при заданной низкой температуре Вx определяют по зависимости. Технический результат: расширение области применения и снижение затрат. 3 ил.

Стенд для испытания образцов материалов при многоточечном изгибе // 2510006

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд для испытания образцов материалов при многоточечном изгибе содержит раму, опорный элемент в виде трубы, направляющие, установленные на внутренней поверхности трубы, разъемные фиксаторы направляющих на трубе, нагружатели в виде гидроцилиндра с плунжером, установленные на каждой направляющей, и захваты, размещенные по длине образца и связанные с соответствующими нагружателями. Стенд снабжен дополнительными нагружателями в виде гидроцилиндра с плунжерами. Нагружатели попарно расположены на направляющих. На плунжерах нагружателей вдоль их оси закреплены зубчатые рейки. Захваты выполнены в виде зубчатых колес, расположены между рейками пар нагружателей и кинематически связаны с ними. Технический результат − обеспечение испытаний при многоточечном изгибе в разных плоскостях, а также при многоточечном кручении и совместно при многоточечном кручении и изгибе с независимым изменением направлений изгиба и кручения участков образца в ходе испытаний. 1 ил.

Стенд для испытания длинномерных образцов при многоточечном изгибе // 2511712

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, опорный элемент в виде трубы, нагружатели, установленные на внутренней поверхности трубы, разъемные фиксаторы нагружателей на трубе и захваты, размещенные по длине образца и связанные с соответствующими нагружателями. Стенд дополнительно снабжен ударным механизмом, выполненным в виде электромагнитной катушки, якоря, взаимодействующего с катушкой, упругого элемента для возврата катушки в исходное положение, толкателя, соединенного с якорем, и ударника, закрепленного на толкателе с возможностью взаимодействия с поверхностью трубы. На трубе установлены торцевые заглушки, а труба заполнена наполнителем. Технический результат: приближение условий испытаний к реальным условиям работы длинномерных изделий путем обеспечения испытаний при нагружении длинномерного образца не только многоточечным статическим изгибом в разных направлениях, но и ударными радиальными или линейными волнами в одном или во встречных направлениях с изменением ориентации волн относительно радиальных направлений образца при распространении волн через реальную среду наполнителя. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения чистого изгиба балки постоянного сечения и устройство для его осуществления // 2526787

Группа изобретений относится к области метрологии, а именно к средствам получения чистого изгиба эталонной балки для испытаний тензодатчиков. Устройство содержит станину, установленную в ней эталонную балку с системой измерения деформаций, систему нагружения балки с контактными роликами и движителем. Станина выполнена в виде стойки с закрепленной на ней горизонтальной распорной балкой, по концам которой установлены цилиндрические шарниры, служащие осями подвеса двух вертикально расположенных симметричных рычагов, нижние концы рычагов шарнирно соединены посредством противоположно направленных соосных тяг с общим для них дифференциальным «плавающим» движителем. В верхней части каждого рычага попарно сверху и снизу от эталонной балки установлены четыре опорных ролика. Между роликами и эталонной балкой, также сверху и снизу, размещены «подушки» в виде плоских пластин с полуцилиндрическими выступами на противоположных краях, контактирующих с эталонной балкой непосредственно по образующим цилиндрических поверхностей этих выступов, а точки контакта опорных роликов с плоскими сторонами пластин-«подушек» попарно находятся на соответствующих нормалях к плоской поверхности пластин-«подушек». Технический результат: получение чистого изгиба балки с повышенной степенью точности достижения необходимой относительной деформации, снижение прилагаемых усилий для получения необходимой деформации, а также уменьшение габаритов и массы стенда. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для контроля прочности железобетонных конструкций // 2527263

Изобретение относится к области испытаний строительных материалов и конструкций, а именно к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Устройство для контроля прочности железобетонных конструкций включает силовую раму из штанг и закрепленных на ней с помощью гаек ригелей, траверсу с центрирующими опорами, гидравлический домкрат. Устройство также содержит дополнительный ригель, дополнительную траверсу, грузовую консоль с уровнем и страховочные рейки, прикрепленные к неподвижным ригелям. При этом дополнительный ригель расположен между неподвижными верхним и нижним ригелями с возможностью перемещения при малых усилиях посредством гаек и упорных подшипников, расположенных между верхней гайкой и ригелем, а при больших - с помощью установленного на нем домкрата, причем один конец грузовой консоли расположен между траверсами, а второй - оснащен грузовой платформой. Причем для испытания балок на поперечный изгиб один образец укладывается на нижний ригель, а второй - на верхнюю траверсу с опорой на дополнительный ригель через центрирующие опоры, расположенные с расчетным эксцентриситетом. Техническим результатом является получение достоверных результатов при проведении испытаний образцов на поперечный изгиб или продольное сжатие при различных схемах нагружения как при длительных, так и кратковременных, в том числе и при длительных испытаниях на ползучесть. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Установка для испытания образцов материалов на изгиб // 2528120

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для испытания образцов материалов на изгиб. Установка содержит основание, установленную на нем поворотную платформу, захват образца, закрепленный на платформе, два центробежных груза, предназначенные для закрепления на концах образца, привод вращения платформы, включающий вал с приводом вращения, пару катков, установленных с эксцентриситетом по разные стороны от оси вращения платформы и предназначенных для фрикционного взаимодействия с ней, один из которых установлен на валу. Установка дополнительно снабжена вторым валом, установленных соосно первому валу, и приводом вращения второго вала, при этом второй каток установлен на втором валу. Технический результат: расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения испытаний как при знакопеременном изгибе в двух плоскостях, так и при знакопеременном изгибе в одной плоскости и знакопостоянном изгибе во второй плоскости, а также при круговом изгибе и круговом изгибе с растяжением. 1 ил.

Способ испытания конструкций и установка для его осуществления // 2530470

Изобретение относится к области строительства, а именно к механическим испытаниям материалов, в частности к способам испытания строительных конструкций, и может быть использовано для испытания балочных конструкций на изгиб. Сущность: на образец прикладывают регулируемую циклическую нагрузку и по скорости нагружения или скорости разгружения, и по ее величине, выбранные параметры нагрузки выдерживают на заданном промежутке времени. Диапазон и место приложения нагрузок регулируют устройством нагружения и силовым устройством, а прочностные и деформационные параметры испытываемой конструкции измеряют в заданном интервале времени. Установка содержит закрепленные в силовом полу опоры для размещения испытываемого образца, устройство нагружения с силовым устройством. Устройство нагружения выполняют в виде, по меньшей мере, одного рычага, а силовое устройство выполняют в виде грузовой емкости, которую размещают на каждом рычаге устройства нагружения и выполняют с возможностью заполнения ее жидкостью. Технический результат: возможность оценить прочностные и эксплуатационные параметры изгибаемых строительных конструкций в реальных режимах изменения нагрузок при эксплуатации после полной и частичной разгрузки. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.