Стенд для ударных испытаний образцов

Авторы патента:

Никифоров Александр Владимирович (RU)

G01N3/34 - механическим способом например ударами молотка

Владельцы патента RU 2775854:

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

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания образцов, преимущественно горных пород, на прочность. Стенд содержит основание, установленную на нём направляющую, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, размещенную в направляющей, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, захват для образца, взаимодействующий со штангой. На стенде дополнительно установлена платформа, которая закреплена на основании перпендикулярно оси штанги, на ней установлен захват с возможностью перемещения по платформе, на захвате закреплены устройства для бокового обжатия образца по количеству направлений обжатия, на платформе установлен фиксатор положения захвата, а на штанге установлен ударник. Технический результат: расширение технологических возможностей стенда при нагружении как фиксированных и произвольно задаваемых участков поверхности как необжатого, так и обжатого образца. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания образцов, преимущественно горных пород, на прочность.

Известен стенд для испытания образцов материалов на ступенчатое воздействие ударной нагрузки (патент SU № 1633333, опубл. 07.03.1991), содержащий основание, установленную на нем направляющую, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, размещенную в направляющей, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, захват для образца, взаимодействующий со штангой.

Недостатком стенда является то, что захват жестко закреплен на штанге. Это не позволяет нагружать отдельные участки поверхности образца. Образец нагружается по всей поверхности одновременно.

Известен стенд для динамических испытаний образцов материалов на прочность (патент SU № 1597672, опубл. 07.10.90), содержащий основание, установленную на нем направляющую, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, размещенную в направляющей, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, захват для образца, взаимодействующий со штангой.

Конструктивными недостатками является жесткое закрепление захвата на штанге, поэтому при испытаниях образец нагружается только по всей поверхности без возможности нагружать отдельные участки его поверхности и только в условиях одноосного напряженного состояния.

Известен стенд для динамических испытаний образцов (патент SU № 1173240, опубл. 15.08.1985), содержащий основание, установленную на нем направляющую, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, размещенную в направляющей, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, захват для образца, взаимодействующий со штангой.

Недостатком является жесткое закрепление захвата на штанге, что приводит к ограничению технологических возможностей стенда - не позволяют нагружать отдельные участки поверхности образца и не обеспечивают испытания образца, находящегося при плоском напряженном состоянии.

Известен стенд для динамических испытаний образцов (патент SU № 1629816, опубл. 23.02.1991), содержащий основание, установленную на нем направляющую, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, размещенную в направляющей, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, захват для образца, взаимодействующий со штангой.

Недостатком является то, что захват закреплен на штанге жестко, поэтому испытания образца, находящегося в обжатом состоянии при нагружении отдельных участков поверхности неосуществимы.

Известен стенд для динамических испытаний образцов (патент SU № 1696959, опубл. 07.12.1991) принятый за прототип, который содержит основание, установленную на нем направляющую, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, размещенную в направляющей, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, захват для образца, взаимодействующий со штангой.

Недостатком является жесткое соединение захвата со штангой, но на пути его движения установлены упоры с грузами.

Техническим результатом является расширение технологических возможностей стенда при нагружении как фиксированных и произвольно задаваемых участков поверхности как необжатого, так и обжатого образца.

Технический результат достигается тем, что дополнительно установлена платформа, которая закреплена на основании перпендикулярно оси штанги, на ней установлен захват с возможностью перемещения по платформе, на захвате закреплены устройства для бокового обжатия образца по количеству направлений обжатия, на платформе установлен фиксатор положения захвата, а на штанге установлен ударник.

Стенд поясняется следующей фигурой:

фиг. 1 - общий вид устройства, где:

1 - основание;

2 - направляющая;

3 - маховик;

4 - привод вращения;

5 - штанга;

6 - ролик фрикционного приспособления;

7 - рычаг фрикционного приспособления;

8 - захват;

9 - образец;

10 - платформа;

11 - фиксатор захвата на платформе;

12 - ударник;

13 - винт;

14 - привод винта;

15 - обжимающая площадка;

16 - опора.

Стенд для ударных испытаний образцов (фиг. 1) включает основание 1, на котором установлена направляющая 2, при помощи опор 16. Разгонное закреплено на опоре 16 и состоит из маховика 3 с приводом вращения 4. Штанга 5 установлена с возможностью перемещения в направляющей 2. Фрикционное приспособление закреплено на опоре 16 и состоит из ролика 6, который закреплен с возможностью перемещения в направлении штанги 5 на рычаге 7. На штанге 5 установлен с возможностью перемещения ударник 12.

На основании 1 перпендикулярно оси штанги 5 закреплена платформа 10. Платформа 10 выполнена из металла, на поверхности которой по периметру намотан электрический провод с возможностью подключения к электропитанию, являющиеся фиксатор захвата на платформе11. Захват 8 выполнен из металла, установлен на платформе 10 с возможностью перемещения. Образец 9 закреплен в захвате 8 при помощи устройств для бокового обжатия образца, которые состоят из обжимающих площадок 15, связанных с ними винтов 13 и приводов винтов 14.

Стенд работает следующим образом. Устанавливают образец 9 на захвате 8 и создают заданное обжатие образца, для чего приводами винтов 14 вращают винты 13 и обжимающими площадками 15 прикладывают заданные нагрузки к поверхности образца по заданным направлениям. Устанавливают захват 8 с образцом 9 в заданное положение на поверхности платформы 10 и фиксируют его фиксатором захвата на платформе 11 путем включения обмотки фиксатора в электрическую сеть. Включают привод 7 фрикционного приспособления 7 и роликом фрикционного приспособления 6 поджимают штангу 5 к маховику 3 до их фрикционного взаимодействия. Штанга 5 перемещается вдоль направляющей 2 и ударником 12 наносит удар по поверхности образца 9 в заданном участке его поверхности. Повторный удар по новому заданному участку на поверхности образца наносят после изменения положения захвата 8 на платформе 10, для чего выключают фиксатор захвата на платформе 11, смещают захват 8 в новое положение и вновь включают фиксатор захвата на платформе 11. При необходимости меняют обжатие образца, как описано выше. Для испытаний необжатого образца устройство для бокового обжатия образца не используют. Величину ударного импульса регулируют скоростью разгона маховика 3 и массой ударника 12. Пятно контакта ударника с поверхностью образца задают конструкцией ударника 12.

Предлагаемый стенд обеспечивает проведение испытаний при нагружении как фиксированных, так и произвольно задаваемых участков поверхности как необжатого, так и обжатого образца, что расширяет технологические возможности стенда. Расположение мест приложения ударных импульсов, их величина, интервалы между ними, уровень обжимающих нагрузок и другие параметры существенно влияют на энергозатраты при отбойке, что возможно исследовать на предлагаемом стенде, имеющем соответствующие технологические возможности.

Стенд для ударных испытаний образцов, содержащий основание, установленную на нём направляющую, разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, размещенную в направляющей, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком, захват для образца, взаимодействующий со штангой, отличающийся тем, что дополнительно установлена платформа, которая закреплена на основании перпендикулярно оси штанги, на ней установлен захват с возможностью перемещения по платформе, на захвате закреплены устройства для бокового обжатия образца по количеству направлений обжатия, на платформе установлен фиксатор положения захвата, а на штанге установлен ударник.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к оборудованию прочностных испытаний натурных лопастей воздушных винтов вертолетов и самолетов. Способ заключается в том, что две лопасти стыкуют концевыми сечениями при помощи гибкой связи (далее образец).

Способ испытания мелющих шаров на ударную стойкость // 2759709

Изобретение относится к способам механических испытаний, в частности к способу испытания мелющих шаров. Заявленный способ испытания мелющих шаров на ударную стойкость включает комплексное испытание 2-х испытуемых шаров, многократно соударяющихся между собой на протяжении всего времени испытания, при этом в процессе испытания первый шар 1 находится в гнезде нижнего стационарного удерживающего устройства 3, а второй шар 2 находится в гнезде верхнего подвижного удерживающего устройства 4, которое приводится в движение непосредственно гидравлическим или пневматическим плунжером, при этом второй шар 2 одновременно с верхним удерживающим устройством 4 поднимается на заданную высоту и затем опускается, при этом происходит соударение верхнего шара 2 о нижний шар 1, затем цикл процесса повторяется с частотой от 60 до 450 ударов в минуту в зависимости от типа используемой ударной установки.

Устройство для испытания пластинчатого образца на усталостную прочность // 2717571

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки конструкционной прочности материалов. Устройство содержит металлическую платформу, на которой установлена стойка, шарнирно соединенная с рычагом, толкатель, нагружающий образец циклически изменяющейся нагрузкой, подпружиненный рычаг, передающий на испытываемый образец циклически изменяющееся испытательное усилие, создаваемое в процессе испытания предварительно сжатой пружиной, двигатель, вращающий вал, на котором размещен вращающийся эксцентрик, периодически сжимающий пружину, передающую нагрузку на рычаг, и опору, на которой размещается испытываемый образец.

Способ определения упругих и диссипативных характеристик композиционного материала // 2687503

Настоящее изобретение относится к области измерения, в части определения физических свойств материалов, и может быть использовано преимущественно для определения упругих и диссипативных постоянных полимерных композиционных материалов (ПКМ) неразрушающим способом в любых отраслях промышленности. Сущность: осуществляют обработку экспериментальных значений собственных частот и соответствующих этим частотам коэффициентов механических потерь низших тонов изгибных и крутильных колебаний безопорных балок, вырезанных из пластины ортотропного полимерного композиционного материала под углом 0, 45, 90°.

Маятниковый копер для испытания образцов материалов при ударном нагружении // 2682845

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к маятниковым копрам. Маятниковый копер содержит станину, размещенные на ней маятник в виде жесткой штанги, один конец которой шарнирно соединен поворотной платформой со станиной, упругий элемент, консольно закрепленный на другом конце штанги, груз, установленный на свободном конце упругого элемента, захват для образца, закрепленный на станине, и электромагнитный замок для взаимодействия со штангой.

Способ скалывания древесины вдоль волокон // 2675489

Изобретение относится к области физико-механических испытаний древесины при ее скалывании вдоль волокон и может быть использовано при проведении исследований древесины. Сущность: осуществляют передачу силы давления через пуансон испытательной машины на торец образца, установленного в зажимной скобе.

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.

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.

Устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний // 2624404

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.

Сегментный способ определения прочности ограждающих конструкций // 2622007

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.