Устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний

Авторы патента:

G01N3/34 - механическим способом например ударами молотка

Владельцы патента RU 2624404:

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

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний содержит основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, траверсу для закрепления активного захвата, траверсу для закрепления пассивного захвата, фиксаторы траверс на основании, упругий элемент, соединенный с траверсой для закрепления активного захвата, груз, соединенный с упругим элементом, шарнирный двухзвенник, одно звено которого выполнено с возможностью взаимодействия с грузом, и два толкателя для поворота звеньев двухзвенника. Устройство дополнительным снабжено толкателем, соединенным с траверсой для закрепления пассивного захвата, а толкатели для поворота звеньев двухзвенника установлены оппозитно. Устройство обеспечивает проведение исследований, как при многократном возбуждении затухающих колебаний, так и при предварительном нагружении и разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний. Технический результат заключается в увеличении объема информации, получаемой при исследованиях. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.

Известна установка для испытания образцов материалов (авторское свидетельство SU, №1226137, опубл. 23.04.1986 г.), выполненное как устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний. Устройство содержит основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, траверсу для закрепления активного захвата, траверсу для закрепления пассивного захвата, фиксаторы траверс на основании и упругий элемент, связанный с активным захватом.

Недостаток устройства состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при осевом нагружении. Возможны только крутящие колебания.

Известно устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний (авторское свидетельство SU, №1176195, опубл. 30.08.1985 г.), содержащее основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, упругий элемент, соединенный с активным захватом, груз, соединенный с упругим элементом.

Недостаток устройства состоит в том, что оно не позволяет проводить испытания при предварительной разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний.

Известно устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний (патент RU, №2499245, опубл. 20.11.2013 г.), содержащее основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, траверсу для закрепления активного захвата, траверсу для закрепления пассивного захвата, фиксаторы траверс на основании, упругий элемент, соединенный с траверсой для закрепления активного захвата, груз, соединенный с упругим элементом.

Недостаток устройства состоит в том, что оно не обеспечивает испытания при предварительном нагружении и разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний.

Известно устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний (авторское свидетельство SU, №1435978, опубл. 07.11.1988 г.), содержащее основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, траверсу для закрепления активного захвата, траверсу для закрепления пассивного захвата, фиксаторы траверс на основании, упругий элемент, соединенный с траверсой для закрепления активного захвата, груз, соединенный с упругим элементом, шарнирный двухзвенник, одно звено которого выполнено с возможностью взаимодействия с грузом, и два толкателя для поворота звеньев.

Известно устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний (патент RU, №2417362, опубл. 27.04.2011 г.), принятое за прототип, содержащее основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, траверсу для закрепления активного захвата, траверсу для закрепления пассивного захвата, фиксаторы траверс на основании, упругий элемент, соединенный с траверсой для закрепления активного захвата, груз, соединенный с упругим элементом, шарнирный двухзвенник, одно звено которого выполнено с возможностью взаимодействия с грузом, и два толкателя для поворота звеньев двухзвенника.

Недостаток устройства состоит в том, что оно не обеспечивает проведение исследований, как при многократном возбуждении затухающих колебаний, так и при предварительном нагружении и разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний. Это ограничивает объем информации, получаемой при исследованиях.

Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем обеспечения испытаний, как при многократном возбуждении затухающих колебаний, так и при предварительном нагружении и разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний.

Технический результат достигается тем, что устройство дополнительно снабжено толкателем, соединенным с траверсой для закрепления пассивного захвата, а толкатели для поворота звеньев двухзвенника установлены оппозитно.

На фиг. 1 представлена схема устройства, где

1 - основание;

2 - активный захват;

4 - образец;

3 - пассивный захват;

5 - траверса для закрепления активного захвата;

6 - траверса для закрепления пассивного захвата;

7 - фиксатор;

8 - фиксатор;

9 - упругий элемент;

10 - груз;

11 - звено двухзвенника;

12 - звено двухзвенника;

13 - толкатель;

14 - толкатель;

15 - дополнительный толкатель;

16 - траверса;

17 - фиксатор;

18 - траверса;

19 - фиксатор.

Устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний содержит основание 1, установленные на нем активный 2 и пассивный 3 захваты для образца 4, траверсу 5 для закрепления активного захвата 2, траверсу 6 для закрепления пассивного захвата 3, фиксаторы 7, 8 траверс на основании 1, упругий элемент 9, соединенный с траверсой 5 для закрепления активного захвата, груз 10, соединенный с упругим элементом 9, шарнирный двухзвенник 11, 12, одно звено 11 которого выполнено с возможностью взаимодействия с грузом 10, и два толкателя 13, 14 для поворота звеньев 11, 12 двухзвенника.

Устройство снабжено дополнительным толкателем 15, соединенным с траверсой 6 для закрепления пассивного захвата 3. Толкатели 13, 14 для поворота звеньев 11, 12 двухзвенника установлены оппозитно.

Звено 11 двухзвенника взаимодействует с грузом 10 через траверсу 16 с фиксатором 17. Звено 12 двухзвенника соединено с основанием 1 посредством траверсы 18 с фиксатором 19. Толкатели 13, 14, 15 могут быть выполнены в виде гидроцилиндров, соединенных с насосной станцией (не показана).

Устройство работает следующим образом.

Для испытаний в режиме многократного возбуждения затухающих колебаний нагрузки толкатель 14 приводят в положение, при котором он не взаимодействует с двухзвенником 11, 12, включают фиксаторы 7, 19 и толкателем 13 поворачивают звенья 11, 12. Траверса 16 перемещается, через груз 10 деформирует упругий элемент 9 и нагружает образец 4 до уровня начальной нагрузки. Дальнейший поворот двухзвенника приводит к мгновенной разгрузке образца и нагружению его циклическими колебаниями по затухающему циклу за счет перемещений груза 10 упругим элементом 9. Для повторных испытаний при новом уровне начальной нагрузки изменяют расстояние между траверсами 16 и 19: при уменьшении расстояния между этими траверсами уровень начальной нагрузки возрастает. Для испытаний при предварительном нагружении образца 4 сжимающей нагрузкой используют толкатель 15, для чего выключают фиксатор 7 и перемещают траверсу 6 в новое положение с последующей ее фиксацией. Предварительная нагрузка создается благодаря деформированию упругого элемента 9. При переходе к испытаниям в режиме многократного возбуждения затухающих колебаний, как описано выше, предварительная нагрузка суммируется с начальной нагрузкой от максимального поворота двухзвенника. Для испытаний при предварительной частичной разгрузке образца перед режимом многократного возбуждения затухающих колебаний толкатель 14 приводят в положение, при котором он имеет возможность взаимодействовать с двухзвенником. Толкателем 13 поворачивают звенья 11, 12, как описано выше, но после достижения начальной нагрузки звенья приходят в контакт с толкателем 14, что дает частичное восстановление деформации упругого элемента 9 и частичный спад нагрузки на образце 4 без перехода к затухающим колебаниям нагрузки. Для повторного испытания с частичной разгрузкой толкателем 14 поворачивают звенья 11, 12 в обратном направлении и достигают уровня начальной нагрузки, после чего звенья вступают в контакт с толкателем 13 и частично разгружают образец. Величина падения нагрузки определяется исходным положением толкателей 13, 14: разгрузка тем больше, чем больше поворот звеньев 11, 12 до контакта с соответствующим толкателем. Для испытаний при предварительном нагружении образца 4 сжимающей нагрузкой используют толкатель 15, для чего выключают фиксатор 7 и перемещают траверсу 6 в новое положение с последующей ее фиксацией, как описано выше. Для перехода в режиме многократного возбуждения затухающих колебаний нагрузки один из толкателей 13 или 14 приводят в положение, при котором он не имеет возможности вступать в контакт с двухзвенником. В этом случае очередное достижение начальной нагрузки продолжится нагружением образца затухающими колебаниями нагрузки.

Таким образом, устройство обеспечивает проведение исследований, как при многократном возбуждении затухающих колебаний, так и при предварительном нагружении и разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний. Это существенно расширяет объем информации, получаемой при исследованиях, и позволяет достичь технического результата изобретения.

Устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний, содержащее основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, траверсу для закрепления активного захвата, траверсу для закрепления пассивного захвата, фиксаторы траверс на основании, упругий элемент, соединенный с траверсой для закрепления активного захвата, груз, соединенный с упругим элементом, шарнирный двухзвенник, одно звено которого выполнено с возможностью взаимодействия с грузом, и два толкателя для поворота звеньев двухзвенника, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено толкателем, соединенным с траверсой для закрепления пассивного захвата, а толкатели для поворота звеньев двухзвенника установлены оппозитно.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в строительстве при расчете ограждающих конструкций зданий. Способ заключается в том, что в исследуемом месте ограждающей конструкции на всю глубину кирпичной кладки отбирают два керна, первый керн отбирают по центру ложковой стороны наружного ряда кирпичей, второй керн отбирают так, чтобы слой раствора находился в центре керна.

Стенд для ударных испытаний образцов материалов // 2584261

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, установленные на нем разгонное устройство, включающее вал с приводом вращения, маховик, установленный на валу, штанги по количеству точек нагружения образца с ударниками для взаимодействия с образцом, установленные с возможностью изменения положения по длине вала, приспособления для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком, приспособления для возврата штанг в исходное положение и устройство для размещения образца, выполненное с обеспечением взаимодействия образца с ударниками.

Устройство для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб и изгиб с кручением // 2546847

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для усталостных испытаний образцов материалов на ударный изгиб и изгиб с кручением при сложном цикле нагружения, и может быть применено в заводской и исследовательской лабораториях.

Центробежная установка для исследования энергообмена при разрушении // 2518242

Изобретение относится к испытательной технике и применяется при исследованиях влияния массовых сил на энергообмен при деформировании и разрушении материалов и изделий.

Стенд для ударных испытаний образцов при исследовании энергообмена // 2517816

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит раму с направляющей, жестко связанный с рамой пассивный захват образца, соосный ему активный захват, расположенные на раме ведущий и ведомый барабаны, привод вращения ведущего барабана, замкнутый гибкий элемент, охватывающий барабаны, груз для взаимодействия с активным захватом, установленный на направляющей рамы, два фиксатора для соединения груза с соответствующими ветвями замкнутого гибкого элемента.

Способ и устройство для ударно-динамических испытаний режущей проволоки // 2514095

Изобретение относится к способу и оборудованию для ударно-динамических испытаний режущей проволоки на разрыв при условиях, максимально приближенных к условиям использования режущей проволоки по назначению.

Установка для испытания трубчатого образца на прочность // 2512077

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит основание, установленные на нем захваты образца и механизм нагружения, предназначенный для размещения внутри образца.

Устройство для прогнозирования остаточного ресурса при неразрушающем контроле; определения крупных потенциально опасных дефектов; выявления зон хрупкого разрушения; определения изменения зон фазового состава. // 2511074

Изобретение относится к области неразрушающего контроля при проведении экспертизы индустриальной безопасности промышленного оборудования. Устройство содержит источник ударного воздействия, выполненный в виде молотка со встроенным зонным экраном Френеля, акселерометр со шпилькой, персональный компьютер.

Установка для испытаний образцов материалов при циклическом нагружении // 2506562

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит основание, установленные на нем захваты образца, толкатель, связанный с одним из захватов, привод возвратно-поступательного перемещения толкателя и упругий элемент, одним концом соединенный со вторым захватом, а вторым концом связанный с основанием через подвижную траверсу.

Стенд для динамических испытаний образцов материалов // 2506561

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, установленные на нем платформу с приводом вращения, кольцевую направляющую, установленную соосно платформе, колесо, установленное на платформе с возможностью взаимодействия с направляющей, кулачок, установленный на колесе, и два захвата для образца, расположенные на платформе.

Маятниковый копер для испытания образцов материалов повторными ударами // 2631528

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Маятниковый копер содержит основание, установленные на ней маятник с грузом и закрепленный на маятнике захват образца, платформу, ось вращения которой совпадает с осью качания маятника, фиксатор для соединения платформы с осью маятника, привод вращения платформы и упор, расположенный на основании. Копер снабжен дополнительными упорами, выполненными с возможностью взаимодействия с поверхностью образца на разных расстояниях от оси качания маятника, и фиксаторами упоров на основании. Технический результат: увеличение объема информации путем обеспечения исследований при изменении места приложения ударных нагрузок к поверхности образца как при затухающих ударах, так и при повторных ударах разной величины с изменением режимов в ходе испытаний. 1 ил.

Способ определения запаса устойчивости снежного покрова на лавиноопасном склоне // 2643382

Изобретение относится к области лавиноведения, а именно к способам проведения регулярного мониторинга метрических, объемно-массовых и механических параметров снежного покрова для определения состояния его устойчивости на склоне и разработки на основе этой информации локальных прогнозов лавинной опасности в целях предупредительного спуска снежных лавин. Согласно предлагаемому способу на лавиноопасном склоне осуществляют закладку шурфа в безопасном и репрезентативном для контролируемого лавиносбора месте. Затем определяют угол склона (α) в точке закладки шурфа и проводят послойные измерения объемного веса (γi), толщины слоя (hi) и мгновенного предела прочности (σi) для каждого i-того слоя снега в шурфе. После этого определяют давление вышележащих слоев (m) на каждый i-й слой по формуле , после чего определяют запас устойчивости снежного покрова (ni) на лавиноопасном склоне по формуле . При определении мгновенного предела прочности снега (σi), предварительно, с помощью призматического снегозаборника, снабженного круглым отверстием в верхней плоскости, из каждого i-того слоя снежного шурфа вырезают образец снега. Затем в отверстие снегозаборника, перпендикулярно верхней ее плоскости устанавливают цилиндрическую обойму, которую, вращая вокруг оси, внедряют в полость снегозаборника со снегом, продвигая ее вплоть до нижнего его основания. Затем в цилиндрическую обойму устанавливают нагрузочный диск и осуществляют одноосное импульсное сжатие образца в обойме до хрупкого его разрушения. При этом измеряют усилие разрушения образца (Pi) и мгновенный предел прочности снега (σi) для каждого i-того слоя. Затем выявляют слой снега в шурфе, с наименьшим запасом устойчивости, по которому судят об устойчивости снежного покрова на лавиноопасном склоне. Технический результат - повышение точности определения запаса устойчивости снежного покрова. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.