Устройство для испытаний на растяжение механических соединений тонкостенных металлических конструкций

Предложенное решение относится к оборудованию, предназначенному для проведения статических и циклических испытаний соединений металлических конструкций на механических типах крепежа (вытяжных заклепках, самосверлящих и самонарезающих винтах, болтах, пистолетных дюбелях) на растяжение. Поставленная задача решена тем, что устройство для испытаний на растяжение механических соединений тонкостенных металлических конструкций, содержит два стальных бруска, на которых закрепляются гнутые П-образные элементы, соединенные между собой механическим крепежом, со стороны противоположенной стороне крепления гнутых П-образных элементов, снабжены цилиндрическим хвостовиком, для закрепления в захватах испытательной машины, предназначенных для испытания стандартных цилиндрических образцов на растяжение. Крепление гнутых П-образных стальных элементов образца тонкостенных металлических конструкций осуществляется посредством болтов с гайками и шайбами, насквозь к брускам устройства. Бруски в верхней части имеют фаску, для установки П-образных гнутых стальных элементов с учетом их радиуса изгиба (фаска обеспечивает плотное прилегание П-образных гнутых металлических элементов) и фрезерованные отверстия, для размещения в них крепежных элементов. Преимущества предлагаемого устройства заключаются в расширении возможностей устройства за счет испытания соединений на других типах механического крепежа, упрощении крепления устройства в захватах испытательной машины, повышении достоверности получаемых результатов испытаний за счет исключения возможности выборки зазоров и деформаций во вспомогательных элементах устройства.

Предложенное решение относится к оборудованию, предназначенному для проведения статических и циклических испытаний соединений металлических конструкций на механических типах крепежа (вытяжных заклепках, самосверлящих и самонарезающих винтах, болтах, пистолетных дюбелях) на растяжение.

Известно устройство, позволяющее осуществлять крепление объекта испытаний к платформе стенда (патент на изобретение РФ 2360226, МПК G01M 19/00). Недостаток известного устройства, состоит в том, что с его помощью невозможно производить испытания элементов тонкостенных металлических конструкций, соединенных с помощью механического крепежа.

Известно устройство, позволяющее производить испытания вытяжных заклепок на растяжение (Европейские нормы EN ISO 14589: 2000 «Blind rivets - Mechanical testing»). Устройство состоит из двух соосно расположенных держателей, закрепленных болтами к хвостовикам, с установленными в пазы держателей вставками различных толщин, в зависимости от длины гильзы вытяжной заклепки. Вставки различаются по толщине и диаметрам отверстий для установки вытяжных заклепок. Перед испытанием с помощью заклепочного инструмента осуществляется соединение двух вставок вытяжной заклепкой, затем производится установка вставок в пазы держателей. Устройство устанавливается в захваты испытательной машины, после чего производится испытание на растяжение.

Недостаток известного решения заключается в том, что устройство предназначено для испытания на растяжение только непосредственно вытяжных заклепок. Устройство не позволяет испытывать соединения на других типах механического крепежа из-за особенностей конструкции.

Наиболее близким техническим решение, позволяющим производить испытания соединений на вытяжных заклепках, является устройство (Статья журнала «Монтажные и специальные работы в строительстве» 3/2009. Айрумян Э.Л., Ганичев С.В., Камынин С.В. «Вытяжные заклепки или самонарезающие винты?»), состоящее из двух составных частей, представляющих собой стальные бруски, на которые закрепляются гнутые П-образные элементы, соединенные вытяжной заклепкой. Крепление стальных брусков к основным захватам испытательной машины осуществляется с помощью траверсы из двух швеллеров, соединенных болтами.

Недостатком известного решения является то, что устройство позволяет испытывать только соединения на вытяжных заклепках, является весьма громоздким и при его установке требуется демонтаж захватов испытательной машины и крепление траверсы из 2-х вспомогательных швеллеров, соединенных болтами.

Технической задачей предлагаемого изобретения является: расширение возможностей устройства за счет испытания соединений на других типах механического крепежа, упрощение крепления устройства в захватах испытательной машины, повышение достоверности получаемых результатов испытаний за счет исключения возможности выборки зазоров и деформаций во вспомогательных элементах устройства.

Поставленная задача решена тем, что устройство для испытаний на растяжение механических соединений тонкостенных металлических конструкций, содержит два стальных бруска, на которых закрепляются гнутые П-образные элементы, соединенные между собой механическим крепежом, со стороны противоположенной стороне крепления гнутых П-образных элементов, бруски снабжены цилиндрическим хвостовиком, для закрепления в захватах испытательной машины, предназначенных для испытания стандартных цилиндрических образцов на растяжение. Крепление гнутых П-образных стальных элементов образца тонкостенных металлических конструкций осуществляется посредством болтов с гайками и шайбами, насквозь к брускам устройства. Бруски в верхней части имеют фаску, для установки П-образных гнутых стальных элементов с учетом их радиуса изгиба (фаска обеспечивает плотное прилегание П-образных гнутых металлических элементов) и фрезерованные отверстия, для размещения в них крепежных элементов.

Преимущества предлагаемого устройства заключаются в следующем:

- Устройство позволяет осуществлять испытания соединений элементов тонкостенных металлических конструкций, соединенных различными типами механических крепежных элементов (болтами, самосверлящими и самонарезающими винтами, вытяжными заклепками, пистолетными дюбелями и пр.);

- Устройство устанавливается непосредственно в захваты испытательной машины, предназначенных для испытания стандартных цилиндрических образцов на растяжение;

- Устройство позволяет минимизировать количество операций по установке новых образцов для испытаний;

- Устройство обеспечивает необходимую плотность закрепления образцов, с учетом радиуса изгиба П-образных элементов тонкостенных металлических конструкций в зависимости от толщины стали.

- Устройство позволяет повысить достоверность получаемых результатов испытаний за счет исключения возможности выборки зазоров и деформаций во вспомогательных элементах устройства.

На фиг.1-4 в схематической форме показано: фиг.1 - общий вид по сторонам; фиг.2 - сечение А-А; фиг.3 - сечение Б-Б; фиг.4 - устройство в разрезе с установленным образцом для испытаний.

Устройство состоит из стального бруска - 1, выполненного единой деталью с хвостовиком-держателем - 2. Бруски имеют фаску - 3 и отверстие - 4, для размещения в них крепежных элементов. Образец для испытаний - 5, соединен крепежным элементом - 6 и закреплен на устройстве с помощью болтов - 7 с гайками и шайбами, 8, 9.

Для приведения устройства в рабочее состояние необходимо закрепление хвостовиков-держателей устройства в захватах испытательной машины для испытания стандартных цилиндрических образцов на растяжение, закрепление образца соединения (2-х П-образных элементов, соединенных между собой механическим крепежом) посредством болтов с шайбами и гайками насквозь к брускам устройства.

С помощью устройства, изображенного на фиг.1-4 работы по подготовке и испытанию образцов механических соединений тонкостенных металлических конструкций выполняют следующим образом: сначала производят установку устройства хвостовиками в губки захватов испытательной машины, для испытания стандартных цилиндрических образцов на растяжение. Выставив соосно устройство, производят закрепление губок захватов. Затем производят закрепление П-образного образца, соединенного крепежным элементом на верхнем бруске устройства посредством болта с гайкой и шайбами и регулируют положение захвата с закрепленным устройством относительно нижнего устройства (до полного прилегания П-образного образца и поверхности бруска с фрезерованным отверстием под размещение крепежного элемента). После проверки закрепления устройств и образцов производят испытание на растяжение. По окончании испытания снятие образца с устройства производят в обратной последовательности.

Устройство для испытаний на растяжение механических соединений тонкостенных металлических конструкций, содержащее два стальных бруска, на которых закрепляются гнутые П-образные элементы, соединенные между собой механическим крепежом, отличающееся тем, что стальные бруски со стороны, противоположенной стороне крепления гнутых П-образных элементов, снабжены цилиндрическим хвостовиком для закрепления в захватах испытательной машины, предназначенных для испытания стандартных цилиндрических образцов на растяжение.