Установка для испытания образцов материалов на усталость при изгибе
Владельцы патента RU 2533998:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук (RU)
Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит основание, установленные на нем соосно торцевые и центральный захваты с общей осью вращения и отверстиями для образца, привод вращения торцевых захватов, толкатель, одним концом связанный с центральным захватом, и нагружатель, соединенный с другим концом толкателя. Отверстия в захватах имеют некруглое сечение и выполнены в соответствии с сечением образца. Технический результат: увеличение объема информации путем проведение испытаний при одноцикловом и двухцикловом нагружении изгибом с постоянным соотношением усилий в продольных сечениях образца. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для испытания образцов материалов на усталость при изгибе (патент РФ №1352312, кл. G01N 3/34, 1987), содержащая основание, установленные на нем соосно торцевые и центральный захваты с общей осью вращения и отверстиями для образца, привод вращения торцевых захватов, толкатель, одним концом связанный с центральным захватом, и нагружатель, соединенный с другим концом толкателя.
Недостаток установки состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при одноцикловом и двухцикловом нагружении изгибом с постоянным соотношением усилий в продольных сечениях образца.
Известна установка для испытания образцов материалов на усталость при изгибе (патент РФ №1620905, кл. G01N 3/32, 1991), содержащая основание, установленные на нем соосно торцевые и центральный захваты с общей осью вращения и отверстиями для образца, привод вращения торцевых захватов, толкатель, одним концом связанный с центральным захватом, и нагружатель, соединенный с другим концом толкателя.
Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при одноцикловом и двухцикловом нагружении изгибом с постоянным соотношением усилий в продольных сечениях образца.
Известна установка для испытания образцов материалов на усталость при изгибе (патент РФ №1772680, кл. G01N 3/34, 1992), принимаемая за прототип. Установка содержит основание, установленные на нем соосно торцевые и центральный захваты с общей осью вращения и отверстиями для образца, привод вращения торцевых захватов, толкатель, одним концом связанный с центральным захватом, и нагружатель, соединенный с другим концом толкателя.
Недостаток установки также состоит в том, что на ней неосуществимы испытания при одноцикловом и двухцикловом нагружении изгибом с постоянным соотношением усилий в продольных сечениях образца. Это существенно ограничивает объем информации при экспериментах.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем проведение испытаний при одноцикловом и двухцикловом нагружении изгибом с постоянным соотношением усилий в продольных сечениях образца.
Технический результат достигается тем, что установка для испытания образцов материалов на усталость при изгибе, содержащая основание, установленные на нем соосно торцевые и центральный захваты с общей осью вращения и отверстиями для образца, привод вращения торцевых захватов, толкатель, одним концом связанный с центральным захватом, и нагружатель, соединенный с другим концом толкателя, согласно изобретению, отверстия в захватах имеют некруглое сечение и выполнены в соответствии с сечением образца.
Технический результат также достигается тем, что отверстия в захватах смещены относительно оси захватов.
На фиг.1 представлена схема установки.
Установка для испытания образцов материалов на усталость при изгибе содержит основание 1, установленные на нем соосно торцевые 2, 3 и центральный 4 захваты с общей осью О-О вращения и с отверстиями 5 для образца 6, привод 7 вращения торцевых захватов 2, 3, толкатель 8, одним концом связанный с центральным захватом 4, и нагружатель 9, соединенный с другим концом толкателя 8.
Отверстия 5 в захватах 2, 3, 4 имеют некруглое сечение и выполнены в соответствии с сечением образца 6.
Отверстия 5 в захватах 2, 3, 4 могут быть смещены относительно оси O-O вращения захватов.
Захваты 2, 3, 4 закреплены на шаровых опорах 10, 11, 12. Торцевые захваты 2, 3 вращаются приводом 7 посредством зубчатого колеса 13. Нагружатель выполнен в виде винтового пресса 9 с пружиной 14.
Установка работает следующим образом.
Нагружателем 9 через пружину 14 создают начальный изгиб образца 6. Включают привод 7 и через зубчатое колесо 13 вращают торцевые захваты 2, 3 с образцом 6. Благодаря некруглому сечению отверстий 5 в захватах происходит неодинаковое нагружение продольных сечений образца 6, а именно продольные сечения образца, максимально смещенные от оси отверстий захватов, нагружаются наибольшим изгибающим усилием. Так, если сечение отверстий и образца имеют форму эллипса, как показано на сечениях А-А и Б-Б, то максимально нагруженным будет продольное сечение образца, которое проходит через большую ось эллипса поперечного сечения. Если поперечное сечение образца и, соответственно, отверстия захватов, несимметричны, то максимально нагружаться будет то продольное сечение, которое проходит через точку поперечного сечения, максимально удаленную от общей оси O-O захватов 2, 3, 4. Цикл нагружения реализуется за один полный оборот образца вокруг своей оси. Число пиков нагрузки в цикле задается формой поперечного сечения образца: при эллиптическом сечении цикл имеет два пика, при квадратном сечении - четыре, при многоугольном сечении число пиков равно числу углов сечения. При произвольной форме сечения образца форма цикла будет повторять форму поперечного сечения образца. Если отверстия 5 в захватах смещены относительно оси O-O захватов, то осуществляется двухцикловое нагружение, когда второй цикл создается благодаря вращению отверстий вокруг общей оси O-O вращения захватов. Уровень нагрузки регулируют нагружателем 9 и подбором жесткости пружины 14, частоту нагружения - скоростью вращения привода 7.
Установка обеспечивает испытания в новых условиях - при одноцикловом и двухцикловом нагружении изгибом с постоянным соотношением усилий в продольных сечениях образца. Это увеличивает объем информации при экспериментах.
1. Установка для испытания образцов материалов на усталость при изгибе, содержащая основание, установленные на нем соосно торцевые и центральный захваты с общей осью вращения и отверстиями для образца, привод вращения торцевых захватов, толкатель, одним концом связанный с центральным захватом, и нагружатель, соединенный с другим концом толкателя, отличающаяся тем, что отверстия в захватах имеют некруглое сечение и выполнены в соответствии с сечением образца.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отверстия в захватах смещены относительно оси захватов.
