Установка для комбинированных испытаний трубчатых образцов из композиционного материала

 

УСТАНОВКА ДЛЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ИСПЫТАНИЙ ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИ.А.ЛА, содержащая основание, установленную на нем камеру для размещения иснытываемого образца, соединенные с ней блоки нагружения внешним и внутренним давлением, осевой силой, крутящим моментом, источник давления и запорно-регулирующую арматуру, отличающаяся тем, что, с целью новышения точности и производительности, каждый блок нагружения внеищим и внутренним давлением выполнен в виде установленны.х на ка.мере сообщенных между собой гидроцилиндров с различными диаметрами норшней , а блок нагружения крутящим моментом - в виде двух закрепленных на основании гидроцилиндров с промежуточным нагружающим элементом. & (С (Л с: ел СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1075115

3(51) G 01 Х 3, jQ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3525254/25-28 (22) 05. 11.82. (46) 23.02.84. Бюл. № 7 (72) П. А. Зиновьев, г). М. Полынцов, С. В. Цветков и Б. Я. Фомин (71) МВТУ им. Н. Э. Баумана (53) 620.162.4 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 88055, кл. G 01 N 3)01, 1950, 2. Янг Ю. И., Изотов И. И., Внснап Н. P.

Установка для испытания трубчатых образцов осевой силой, внутренним и наружным давлением и крутящим моментом. «3аводская лаборатория», 1977, №. 3. (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ИСПЫТАНИЙ ТРУБЧАТЫХ

ОБРАЗЦОВ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО

MATE. РИАЛА, содержащая основание, установленную на нем камеру для размещения испытываемого образца, соединенные с ней блоки нагружсния внешним и внутренним давлением, осевой силой, крутящим моментом, источник давления l1 запорно-регулирующую арматуру, от.|ичаюи1ачсл тем, что, с целью повышения точности и производительности, каждый блок нагруження внешним и внутренним давлением выполнен в виде установлеHHblx на камере сообщенных между сооой гидроцилиндров с разли нымн диаметрами l10pшнек, а блок нагружения крутящим моментом — в виде двух закрепленных на основании гндроцилиндров с промежуточным нагружающим элементом.

1075115

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для комбинированных испытаний в условиях сложного напряженного состояния.

Известна установка для испытания трубчатых образцов в условиях трехосного напряженного состояния, содержащая камеру для нагружения образца внутренним и внешним давлением, блок нагружения растягивающей или сжимающей силой и блок нагружения крутящим моментом (1). 10

Недостатком установки является небольшая точность, что вызвано выполнением блока нагружения образца внутренним и внешним давлением в виде единого механизма, который не позволяет точно воспроизводить программу испытания.

Наиболее близкой к изобретению !!о технической сущности и достигаемому результату является установка для комбинированных испытаний трубчатых образцов из композиционного материала, содержащая ур основание, установленную на нем камеру для размещения испытываемого образца, соединенные с ней блоки нагружения внешним и внутренним давлением, осевой силой, крутящим моментом, источник давления и запорно-регулирующую арматуру. Блоки нагружения образца выполнены автономными, и каждый имеет свой источник давления (?) .

Недостатками данной установки являются неболшние точность и производительность. Это вызвано тем, что автономность

30 олоков нагружения не позволяет точно воспроизводить программу испытания и требует работы нескольких операторов. Блок нагрухкения крутящим моментом выполнен механически, что та кхке снижает точность 35 в виде потерь на трение.

Цель изобретения - — повышение точности и производительности испытаний.

Указанная цель достигается тем, что в установке для комбинированных испытаний трубчатых образцов из композиционного материала, содержащей основание, установленную на нем камеру для размещения испытываемого образца, соединенные с ней блоки нагружен ия внешним и внутренним давлением, осевой силой, крутящим моменTovl, источник давления и запорно-регулирующую арматуру, каждый блок нагружения внешним и внутренним давлением выполнен в виде установленных на камере сообгценных между собой гидроцилиндров с различными диаметрами поршней, а блок нагружения крутящим моментом- в виде двух закрепленных на основании гидроцилиндров с промежуточным нагружающим элементом.

На фиг. 1 представлена схема установки для комбинированных испытаний трубчатых образцов из композиционного материала; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3возможные траектории нагружения образца в координатах б„-б „.

Установка содержит основание 1, установленную на нем камеру 2, внутри камера

2 имеет захваты 3, в которых размещают испытываемый образец 4. Камера 2 имеет крышку 5. С камерой 2 соединены блоки нагружения образца 4 внешним и внутренним давлением. Блок нагружения образца 4 внешним давлением выполнен в виде установленных на камере 2 и сообщенных между собой гидроцилиндров 6, 7 и 8 с различными диаметрами порш ей 9, 10 и 11. Аналогично выполнен блок нагружения образца 4 внутренним давлением — на камере 2 установлены сообщенные между собой гидроцилиндры 12-14 с различными диаметрами поршней 15-17. Блок нагружения образца 4 крутящим моментом выполнен из двух закрепленных на основании 1 гидроцилиндров 18 и 19 с промеж. точным нагружаюшим элементом 20, который передает нагрузку через рессору 21 на образец 4. Блок нагружения образца 4 осевой силой выполнен в виде закрепленного на основании 1 гидроцилиндра 22 с поршнем

23 и штоком 24. Для уменьшения момента трения в системе между штоком 24 и рессорой 21 установлен двойной упорный подшипник 25. Все гидроцилиндры 6,7,8,12,13, 14,18,19 и 22 блоков нагружения образца 4 (внешним, внутренним давлением и крутящим моментом) соединены с источником 26 давления через запорно-регулирующую арматуру в виде вентилей 27-38.

Установка работает следующим образом.

Образец 4 размещают, в камере 2 и закрепляют а захватах 3. Камеру 2 закрывают крышкой 5. В исходном положении все вентили 27 по 38 закрыты. Включают источник 26 давления, и в соответствии с программой испытания открь вают тот или иной вентиль на опреденное давление. Соотношение между силовыми факторами зависит от положения вентилей 27-38, Этим же определяется и напряженное состояние материала образца 4 при испытании. На фиг. 3 показаны возможные траектории нагружения образца 4 в координатах б„- б „где

6 „— осевое напряжение в материале образца; б - окружное напряжение. Траектории построены при следующих геометрических размерах элементов установки: диаметр поршней 11 и 17 гидроцилиндров

8 v 14 30 мм; диаметр поршней 9 и 15 гидроцилиндров 12 и 6 62 мм; гидроцилиндров

7 и !3 — 86 мм; гидроцилиндров 8 и 14—

122 мм; диаметр поршня 23 гидроцилиндра

22 осевой силы 164 мм; диаметр штока 24 гидроцилиндра 22 осевой силы, рес соры 21 и внутренней диаметр трубчатого образца

4 40 мм.

В таблице указаны номера вентилей, которые должны быть открыты для того, чтобы получить нужную траекторию нагруже10751!5

31, 29, 37

30, 29, 37

31, 29

32, 28, 38

П

31, 29, 38

30, 28, 38

38

27, 38

31, 38, 38

31, 38

32, 38

32

32, 27

30, 37

32, 37

32, 27, 37

31, 37

32, 28, 37

31 27, 37

30, 28, 27

HHH B KOOp3HHBTBX 6> б . Остальные венти.ли должны быть закрыты. Кроме напряжений б„и б в материале образца 4 даются касательное напряжение Г от крутящего момента и напряжение б„, действующие по нормали к поверхности образца 4.

Напряжение б значительно меньше б„и огу и в первом приближении может неучитываться. Соотношения между напряжениями 6„, 6„, с одной стороны, и 1, с другой, зависит от выбора плеча приложения сил от гидроцилиндров 18 и 19 на элементе 20 и может изменяться в широких пределах.

Таким образом, данная установка позволяет при работе с одним насосом источника

26 давления получить большое разнообразие напряженных состояний в материале образца 4, возрастание напряжений при испытаниях пропорциональное.

Продолжение таблицы

Использование данной установки повысит производительность испытаний. Испытания могут проводиться одним оператором.

Повышается точность проведения испытаний, так как при нагружении образца 4 соотношения между всеми силовыми факторами строго постоянны — все силовые факторы пропорциональны давлению на выходе источника давлс. Конструкция позволяет легко автоматизировать проведение испытаний.

1075115

Составитель В. Макаров

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

3 а к аз 231/35 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4