Устройство для испытаний материалов на усталость при кручении
I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ КРУЧЕНИИ, содержащее захваты образца, силовозЬудитель и взаимодействующую с ним упругую: пластину, предназначенную для передачи нагрузки на образец, отличающееся тем, что, с целью расширения возможностей путем нагружения образца симметричными и асимметричными знакопеременными циклами напряжений с различными законами и частотами их изменения, силовозбудитель выполнен в виде пары находящихся в зацеплении зубчатых колес с приводом их вращения, имеющих упоры на их плоских поверхностях установленные с возможностью изменения расстояний от упоров до осей вращения соответствующих колес, а пластина установлена в плоскости симметрии зубчатых колес с возможностью взаимодействия с упорами. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что пластина выполнена изменяемой длины. S 3.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что, с целью нагружения образца циклическ.йни . напряжениями с различной амплитудой оно снабжено средством изменения жесткости пластины.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСГ1УБЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3644632/25-28 (22) 23.09.83 (46) 30.12.84. Бюл. У 48 (72) Е. В.Лодус (71) Всесоюзный ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 620.178.322.4(088..8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ф 8196.16, кл. G 01 N 3/04, 1981 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ
МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ КРУЧЕНИИ, содержащее захваты образца, силовозбудитель и взаимодействующую с ним упругую пластину, предназначенную для передачи нагрузки на образец, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения возможностей путем нагружения образца симметричными
„,SU,» 1132196 А
G 01 N 3/34 и асимметричными знакопеременными циклами напряжений с различными законами и частотами их изменения, силовозбудитель выполнен в виде пары находящихся в зацеплении зубчатых колес с приводом их вращения, имеющих упоры на их плоских поверхностях установленные с возможностью измене ния расстояний от упоров до осей вращения соответствующих колес, а пластина установлена. в плоскости симметрии зубчатых колес с возможностью взаимодействия с упорами.
2. Устройство по п. I о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что пластина выполнена изменяемой длины.
3. Устройство по и. 1, о т л и.— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью нагружения образца циклическими . напряжениями с различной амплитудой
> оно снабжено средством изменения жесткости пластины.
1132196
Изобретение относится к испытательной технике, а именно, к устройствам для усталостных испытаний материалов при кручении.
Известно устройство для испытаний 5 материалов на усталость при кручении, содержащее захваты образца, сйтовозбудитель в виде вращающегося от привода эксцентрика и взаимодейст. вующую с ним одним концом упругую 1О пластину, другим через коромысло, винты и каретки, связанную с образцов и предназначенную для передачи нагрузки на образец симметричными знакопеременными циклами, изменяю- 15 щимися только по синусоиде Е17.
Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет нагружать образцы симметричными и асимметричными циклами напряжений с раз- 2О личными законами, частотами и амплитудами их изменения.
Цель изобретения — расширение воэможностей устройства путем нагружения образца симметричными.и асимметричными знакопеременными циклами напряжений с различными законами, частотами и амплитудами их изменения.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для испытаний материалов на усталость при кручении, содержащем захваты образца, силовозбудитель и взаимодействующу1о с ним упругую пластину, предназначен-. ную для передачи нагрузки на образец,55 силовозбудитель выполнен в виде пары находящихся в зацеплении зубчатых колес с приводом их вращения, имеющих упоры на их плоских поверхностях, установленные с воэможностью измене- 4О ния расстояний от упоров до .осей. вращения соответствующих колес, а пластина установлена- в плоскости симметрии зубчатых колес с воэможностью взаимодействия с упорами.
Пластина может быть выполнена изменяемой длины.
Кроме того, с целью нагружения образца циклическими напряжениями с различной амплитудой, устройство снабжено средством изменения жесткос г. ти пластины;
На фиг. 1 изображена схема уст.— ройства; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.
Устройство содержит станину 1, пассивный захват 2, выполненный в виде цилиндра с призматическим осевым отверстием под головку образца 3 и закрепленный одним торцом на станине
1, активный захват 4, выполненный в виде стакана с призматическим осевым отверстием в днище под другую головку образца 3 и надетый соосно со стороны открытого торца на пассивный захват 2, фиксирующий болт 5 на активном захвате 4, который входит в кольцевую выточку б пассивного захвата 2, обеспечивая только взаимный поворот захватов 2 и 4, упругую пластину 7, выполненную с возможностью изменения ее изгибной жесткости, например, в виде двух слоев, один из которых состоит из двух частей, при необходимости соединяемых с помощью винта 8. Один конец пластины
7 связан с активным захватом 4, а другой — с насадкой 9, обеспечивающей изменение длины пластины.
Силовозбудитель устройства выполнен в виде пары находящихся в зацеплении зубчатых колес 10 и 11 с приводом их вращения, состоящим из электродвигателя 12 и редуктора 13.
На плоских поверхностях зубчатых колес 10 и 11 имеются упоры, количество которых может быть различным, например, упоры 14 и 15 на колесе 10 и упоры 16 и 17 на коле. се 11, которые могут устанавливаться на различных расстояниях от осей колес, например в отверстиях 18, и имеют возможность контактировать с насадкой 9 упругой пластины 7, симметрично расположенной относительно зубчатых колес 10 и 11.
Устройство работает следующим образом.
Образец 3 размещают в захватах
2 и 4 и включают электродвигатель 12, который через редуктор 13 приводит во вращение пару зубчатых колес 10 и 11. При этом упоры 14-17 поочередно контактируют с насадкой 9 упругой пластины 7 и иэгибают ее, стремясь повернуть пластину вокруг оси симметрии образца 3, а вместе с ней и один конец образца 3, связанный с активным захватом 4 относительно неподвижногл его конца, связанного с пассивным захватом 2.
Таким образом, происходит нагружение образца крутящими моментами вплоть до его разрушения. По.-количеству циклов нагружения судят о выносливости материала образца.
i l 32 1 96
BHHHQH Заказ 9782/Зб Тираж 822 Подписное т", г.Ужгород, ул.Проектная, 4
Закон нагружения образца задают расположением упоров 14-17 в реэьбовьж отверстиях 18 на поверхностях колес 10 н 1i и длиной сменной насадки 9 во время остановки привода. 5
Если длина пластины 7 обеспечивает плавный ее контакт с упорами, например 14 и 16, которые находятся на одинаковых расстояниях от осей вращения соответствующих колес 1 0,,11 и 10 жесткость пластины при изгибе oeòàåòся постоянной, то образец 3 нагружается симметричными знакопеременными синусоидальными циклами напряжений.
Если задан асимметричный цикл нагру- 1 жения образца 3, то упоры на колесах
10 и ll размещают в отверстиях 18 находящихся на различных расстояниях от их осей. Уменьшая длину пластины
7, осуществляют срыв ее с упора и тем самым воспроизводят заданное .мгновенное (ступенчатое/разгружение образца 3 в цикле. Заданную частоту циклов нагружения образца 3 получают путем изменения частоты вращения привода.
Необходимую амплитуду циклических напряжений получают изменением жесткости упругой пластины 7, соединяя или разъединяя один нз ее слоев, оставляя между ними заданный зазор или обеспечивая заданную степень поджатия винтом 8.
Изобретение позволяет проводить испытания различных, материалов на усталость при кручении образцов, нагружая их симметричными и асимметричными циклами напряжений с различными законами, частотами и амплитуда ми их изменения, и приблизить тем самым условия испытания материалов к реальным условияи нагружения, встречающимся для большого числа деталей машин и механизмов.
