Способ усталостных испытаний образцов при симметричном кручении

 

Изобретение относится к способам усталостных испытаний при кручении. Цель изобретения - повышение точности за счет снижения чувствительности амплитуды нагрузки к нестабильности скорости вращения вала вибровозбудителя. Образец 5 устанавливают в захватах 7, которые жестко связаны с инерционными массами 3 и 6. Масса 3 связана с дебалансным вибровозбудителем и посредством упругой связи с основанием. Параметры стенда и угловую скорость ω нагружения выбирают из условия ω<SP POS="POST">2</SP> = 2C<SB POS="POST">1</SB>C<SB POS="POST">0</SB>/[(I<SB POS="POST">1</SB> + I<SB POS="POST">2</SB>)C<SB POS="POST">0</SB> + I<SB POS="POST">2</SB>C<SB POS="POST">1</SB>], где C<SB POS="POST">0</SB> и C<SB POS="POST">1</SB> - жесткости соответственно образца и связи, а I<SB POS="POST">1</SB> и I<SB POS="POST">2</SB> - моменты инерции соответствующих инерционных дисков. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 2 52 А (51)5 G 01 N 3/32

5ИИШМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ1

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4463879/25-28 (22) 21, 07. 88 (46,) 07.05,90. Бюл, 1;- )7 (71 ) Производственное объединение "Ворошиловградский тепловозост роительный завод им. Октябрьской революции" (72) Ф.Г,Вербер

: (53) 620.178 (088.8) (56) Серенсен С.В., Гарф М.Э,, Кузьменко В.А, Динамика машин для испытания на усталость. — М.: Машиностроение, 1 967, с, 43, рис, 2 ° 17, (54) спОСОВ устАлостНЫХ ИснытАний osРАЗцОВ пРи сии1етРичном кРучении (57) Изобретение относится к способам усталостных испытаний при кручении.

Цель изобретения — повышение точности за счет снижения чувствительности ам-, плитуды нагрузки к нестабильности скорости вращения вала вибровозбудителя. Образец 5 устанавливают в захватах 7, которые жестко связаны с инерционными массами 3 и 6. Масса 3 связана с дебалансным вибровозбудителем и посредством упругой связи с основанием. Параметры стенда и угловую скорость,ф, нагружения выбирают из ус" ловия Я = 2С1С / ((Т +т )С„+1 С,j, где С и С вЂ” жесткости соответствено но образца и связи, а I < и I — моменты инерции соответствующих инерционных дисков, 3 ил.

15627 52

Изобретение относится к способам усталостных испытаний при кручении, Цель изобретения — повышение точности за счет снижения чувствитель5 ности амплитуды нагрузки к нестабильности скорости вращения вала вибровоэбудителя.

На фиг. 1 представлена схема стенда для реализации предлагаемого способа; на фиг, 2 — динамическая схема стенда; на фиг, 3 — зависимость ам:плитуды относительного динамического момента от квадрата безразмерной час тоты нагружения. 15

Стенд для реализации способа содержит основание, установленный на нем электродвигатель 1 с приводом 2, связанный с ним одновальный вибровозбудитель, смонтированный на инерцион- 2О ной массе 3 (первый диск). Вибровозбудитель содержит неуравновешенные грузы 4, закрепленные на рычагах,перпендикулярных валу вибровозбудителя, который параллелен оси образца 5 (ко- 25 торый может представлять собой также деталь или элемент конструкции) . Образец 5 жестко связан со второй инерционной массой б (второй диск).

На обеих массах предусмотрено

1 крепление сменных грузов не показа ны, что позволяет при необходимости варьировать моментом инерции масс 3 и 6, Для крепления объекта испытаний могут применяться специальные захваты 7, установленные на валах 8, Сами инерционные массы 3 и б, закрепленные на валах 8, установлены так, что они могут совершать угловые колебания в подшипниках 9 стенда относительно оси 10 вращения образца 5. Упругая связь 10 прикреплена одной стороной к инерци— онной массе 3, а другой — к основанию стенда.

I 45

Упругая связь 10 может бьгть выполнена в виде торсионного вала или муфты, содержашей упругие элементы и т.lI, В таких случаях она устанавливается соосно с валом 8 инерц.о ной

50 массы 3, При необходимости можно применить упругую связь 10 через пружины растяжения — сжатия или изгиба. В таком случае требуемое значение жесткости упругой связи 10 достигается не толь55 ко выбором ее жесткостных параметров,. но и выбором расстояния от места ее крепления до оси вращения вала 8.

Способ реализуется следующим образом, Лриводной электродвигатель 1 вращает с угловой скоростью Ч2 вал с грузами 4 вибровозбудителя, создавая тем самым изменяющийся по синусоидальному закону крутящий момент, прилагаемый к инерционной массе 3. Лод действием этого возбуждающего момента происходят крутильные колебания инерционных масс 3 и 6 относительно оси стенда Π— О, B результате чего испытываемый объект нагружается крутящим моментом с симметричным циклом. Упругая связь 10 при этом создает дополнительный реактивный момент, Лри этом параметры стенда и угловая скорость 2 должны удовлетворять соотношению г 2С<С о

g.— (1) (IÄ+ I,)С + I С, С 3. де С вЂ” постоянная величина, зависящая от статических параметров стенда;

Х вЂ” квадрат безразмерной угловой скорости;

Т< ш = и где л, = 1с,/т,; g, =-/с,lz

Экстремальное значение динамического момента соответствует минимальной чувствительности значения амплитуды нагрузки к изменению частоты нагружения. Дифференпируя зависимость (2) и приравнивая про«зводную к нулю, получают значение угловой скорости Я. из условия

2С< С, (I „+ I2)C + Т,С, Это условие обеспечивает работу стенда при постоянной амплитуде динамического момента на образце: касагде С и С< — крутильные жесткости образца и жесткой связи соответственно;

I u I — моменты инерции соот2 ветствующих дисков, Сущность способа состоит в следующем.

Решение уравнений крутильных колебаний двухмассовой системы (фиг, 2) позволяет получить выражение для обезразмеренного динамического момента 1"1<1 2

m(n — Х) (1 — Х) — Х, (2) 62752 6 личающийся тем, что, сцелью повышения точности за счет сни- ;= жения чувствительности амплитуды на5 грузки к нестабильности скорости вращения вала вибровозбудителя, образец дополнительно нагружают реактивным моментом путем упругой связи, связанной с вибровозбудителем инерци>иной массы и с основанием, а угловую скорость 52 вращения вала вибровоэбуди-, теля выбирают иэ соотношения

Способ усталостных испытаний образцов при симметричном кручении, заключающийся в том, что образец циклически нагружают кручением с помощью жестко связанных с его торцами двух инерционных масс, соосных образцу и установленных на основании с возможностью поворота вокруг оси колебаний образца, и связанного с одной из масс 2() дебалансного вибровозбудителя, о т—

2 2С С е (I „+ Еа)со+ ICC1

Е, - Е

%uz.2

08

05 0G 07 $8 09 10 11 t2

No2.3

15 тельная к кривой 1 = f (5, п, m) в этой точке параллельна оси абсцисс, что обеспечивает при значительных изменениях рабочей частоты вращения стенда (из-за изменения внешних условий) практически постоянную амплитуду динамического момента..

Формула изобретения — крутильная жесткость образIIB

S — крутильная жесткость упругой связи — моменты инерции соответствующих инерционных масс.,