Установка для испытания материалов на прочность при совместном действии кручения и осевой нагрузки

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания на прочность при совместном действии кручения и осевой нагрузки. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспеченная возможности исследования энергообмена между нагружающей системой и образцом при независимом изменении осевой и крутящей нагС 00 со Р 4 ;о с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

;,.SU» 1330499

me а01К300

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4048516/25-28 (22) 01.04.86 (46) 15.08.87. Бюл. 11- 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620.178.4/6 (088.8) (56) Клюев В.В. Испытательная техника, т.2. М.: Машиностроение, 1982, с. 33, рис.23 °

Авторское свидетельство СССР

У 868438, кл. С 01 3/00, 1981. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ. НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ СОВМЕСТНОМ REACT

ВИИ КРУЧЕНИЯ И ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания на прочность при совместном действии кручения и осевой нагрузки. Цель изобретения — расширение Функциональных возможностей путем обеспечения возможности исследования энергообмена между нагружающей системой и образцом при независимом изменении осевой и крутящей наг30499

13 рузок. Образец 17 закрепляют в захватах 10 и 13, фиксаторами 11 фиксируют от поворота платформу 8 и фиксаторами

12 — гайку 3. Включают привод 7, и при вращении винта 4 деформируют в осевом направлении и одновременно з акручивают торцы пружины 9, к о тор ая пер еда е т осевую и крутящую нагрузки на образец 17. Для нагружения крутящим моментом фиксаторами 12 освобождают гайку 3, которая в процессе нагружения вращается вместе с винтом 4, и осевое перемещение последнего отсутст вует. Для нагружения осевой нагрузкой освобождают фиксаторами ll платформу 8, а гайку 3 фиксируют фиксаторами 12. При этом в процессе нагружения отсутствует скручивание торцов пружины 9. Для исследования разгрузки образца 17 с участием энергии нагружающей системы после нагружения образца 17 фиксаторами 15 разъединя= ют диск 14 с ползуном 2. Диск 14 при этом поворачивается вокруг оси захватов 10 и-13, и образец 17 освобождается от крутящей нагрузки. Затем фиксаторами 16 разъединяют ползун 2 с рамой 1, При этом ползун 2 вместе с диском 14, захватом 13 и образцом 17 перемещается в осевом направлении, и образец 17 разгружается от осевой нагрузки. Параметры процесса деформирования регулируются путем изменения длины и жесткости пружины

9. B процессе испытания после разру- шения образца фиксируют виды расхода энергии нагружающей системы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1

Изобретение относится к испытатель. ной технике, а именно к установкам для испытания на прочность при совместном действии кручения и осевой нагрузки.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей установки путем обеспенения возможности исследования энергообмена между нагружающей системой и образцом при независимом изменении осевой и крутящей нагрузок, На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Предлагаемое устройство содержит корпус„ выполненный в виде силовой рамы 1 с установленным на ней ползуном 2 и нагружающим винтовым механизмом. Последний выполнен в виде закрепленной на раме 1 с возможностью поворота вокруг своей оси гайки 3 и винта 4, кинематически связанного при помощи хвостовика 5 и шестерни

6 с приводом 7 поворота. На торце ,винта 4, обращенном к ползуну 2, установлена с возможностью поворота вокруг оси винта 4 платформа 8, на которой закреплен один конец цилиндрической .пружины 9. Другой. конец пружины 9 связан с активным захватом 10.

Кроме того, на платформе Ы установлены фиксаторы 11, предназначенные для взаимодействия с винтом 4, на раме 1 установлены фиксаторы 12, предназначенные для взаимодействия с гайкой 3.

На ползуне 2 установлен пассивный захват 13, закрепленный на диске 14, Последний размещен на ползуне 2 с возможностью поворота относительно оси захватов 10 и 13, На ползуне 2 установлены фиксаторы 15, предназначенные для взаимодействия с диском 14, и фиксаторы 16, предназначенные для взаимодействия с рамой 1.

Установка работает следующим образом.

Образец 17 закрепляют в захватах

10 и 13. Для пропорционального нагружения образца 17 осевым усилием и крутящей нагрузкой фиксируют положение платформы 8 относительно винта 4 при помощи фиксаторов 11, а при помощи фиксаторов 12 фиксируют гайку 3 от вращения. После этого включают привод

7 и через хвостовик 5 и шестерню 6 осуществляют вращение винта 4. При этом происходит осевое перемещение . последнего, в результате чего пружина 9 деформируется в осевом направЭ ленни и обеспечивается передача осе3 1ЗЗО вой нагрузки на образец 17 через захват 10. Одновременно вращение винта

4 через зафиксированную от поворота платформу 8 приводит к закручиванию

5 торцов пружины 9, которая передает крутящую нагрузку через захват 10 на образец 17. По мере роста осевой и крутящей нагрузок на пружине 9 накапливается упругая энергия, которая реализуется при разрушении образца 17 в виде упругого восстановления пружины 9 в осевом направлении и в направлении закручивания образца 17.

При этом фиксируют виды расхода энер- 15 гии нагружающей системы (дробление образца, нагрев, пластическое деформирование, разлет осколков), по которым судят о процессе энергообмена между нагружающей системой и образцом 17.

Для нагружения образца 17 только крутящим моментом фиксаторами 12 освобождают гайку 3. В этом положении при включении привода 7 гайка 3 вра- 25 щается вместе с винтом 4, осевое перемещение последнего отсутствует, происходит закручивание пружины 9 и соответственно образца 17. При разрушении последнего реализуется энергия, gp накопленная в пружине 9 при закручивании ее торцов, параметры разрушения фиксируют.

Для нагружения образца 17 только осеВ0Н нагрузкОй IIpH пОмОщи фиксатОров ll разъединяют платформу 8 с винтом 4, а гайку 3 фиксируют от вращения фиксаторами 12, В этом положении при включении привода 7 винт 4 перемещается в осевом направлении и через пружину 9 нагружает образец 17 осевой нагрузкой. При этом платформа

8 не совершает поворота вместе с винтом 4 и пружина 9 не закручивается, При разрушении образца 17 реализуется упругая энергия осевого деформирования пружины 9 и фиксируются параметры разрушения.

При исследовании разгрузки образца

17 с участием энергии нагружающей системы нагружают образец 17 осевым усилием и крутящей нагрузкой. После этого прекращают нагружение и при помощи фиксаторов 15 разъединяют

ПОлзун 2 с ДискОм 14. При этОм Диск

14 поворачивается вокруг оси захватов 10 и 13 в направлении закручи" вания образца 17, и последний освобождается от скручивающего усилия.

499

При этом осевая нагрузка и энергия, запасенная на пружине 9 при ее осевом деформировании, остаются неизменными.

После этого при помощи фиксаторов 16 разъединяют ползун 2 с рамой 1. При этом ползун вместе с диском 14, захватом 13 и образцом 17 перемещается под действием пружины 9 в осевом направлении, и образец 17 разгружается от осевой нагрузки. При одновременном разъединении диска 14 с ползуном 2 и последнего с рамой соответственно при помощи фиксаторов 15 и 16 осуществляется разгрузка образца 17 от осевой и крутящей нагрузок. В процессе разгрузки фиксируют параметры процесса, Параметры процесса деформирования регулируются путем изменения длины и жесткости пружины 9. Кроме того, для проведения длительных испытаний на сжатие с кручением после нагружения образца 17 выключают привод 7 ° при этом постоянную величину нагрузки поддерживают за счет энергии пружины 9.

Формула изобретения

Установка для испытания материалов на прочность при совместном действии кручения и осевой нагрузки, содержащая корпус, установленные в нем пассивный и активный захваты для образца и кинематически связанный с активным захватом нагружающий винтовой механизм, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности исследования энергообмена между нагружающей системой и образцом при независимом изменении осевой и крутящей нагрузок, установка снабжена установленной на торце винта механизма, обращенном к пассивному захвату, платформой, закрепленной с возможностью фиксированного поворота вокруг оси винта, и цилиндрической пружиной, один конец которой закреплен на платформе, а другой — на активном захвате, а гайка механизма установлена на корпусе с возможностью фиксированного поворота вокруг своей оси.

2. Установка по п.l, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью исследования разгрузки образца с

1330499

Составитель М.Матюшин

Редактор Л.Повхан Техред Н.Попович Корректор С.Черни

Заказ 3574/44 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пл делам изобретений и открытий

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

»»

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 участием энергии нагружающей системы, она снабжена ползуном, установленным на корпусе с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси захватов, и диском, установленным на ползуне с возможностью фиксированного поворота вокруг оси захватов, а пассивный захват закреплен на диске.