RU2047146C1 - Set for conducting fatigue tests of material specimens - Google Patents

Abstract

FIELD: conducting tests for strength. SUBSTANCE: test set has rack 3, pusher 4, drive 5 for motion of rack, drive 6 for motion of pusher, drive 11 for turn of rack, lever 15 with weight 10 and grips 7 and 8 for specimen 9. Axial displacement and turn of rack by pusher are converted to axial and bending loads by weight 10; torsional forces are created in case of change of orientation of weight 10 when rack is being turned by drive 11. Test set is used for testing the specimens of various materials. EFFECT: extended functional capabilities due to possibility of conducting tests at loading both by axial load with bending and additionally with torsion. 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям образцов материалов и изделий на прочность. The invention relates to testing equipment, to testing samples of materials and products for strength.

Известна установка для усталостных испытаний образцов материалов (см. авторское свидетельство N 1672283, С 01 3/34, 1989 г.), содержащие корпус, размещенные в нем зубчатое колесо, рейку, связанную с зубчатым колесом, толкатель для взаимодействия с рейкой, два механизма возвратно-поступательного движения, связанные соответственно с колесом и толкателем, два захвата образца, установленных по оси рейки, один из которых соединен с рейкой, инерционный груз, связанный со вторым захватом. A known installation for fatigue testing of samples of materials (see copyright certificate N 1672283, 01/34, 1989), comprising a housing, a gear placed therein, a rack connected to the gear, a pusher for interacting with the rack, two mechanisms reciprocating motion associated respectively with the wheel and the pusher, two grippers of a sample mounted along the axis of the rail, one of which is connected to the rail, the inertial load associated with the second grip.

Недостаток установок состоит в том, что испытания на них проводятся при действии только осевой и изгибающей нагрузок. Нагружение образца также и с участием крутящей нагрузки на установках неосуществимо. The disadvantage of the installations is that tests are carried out on them under the action of only axial and bending loads. Loading the sample also with the participation of the torque load on the plants is not feasible.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения испытаний как при нагружении осевой нагрузкой и изгибом, так и с участием крутящей нагрузки. The aim of the invention is to expand the functionality of the installation by providing tests both when loaded with axial load and bending, and with the participation of torque load.

Цель достигается тем, что установка снабжена приводом поворота рейки вокруг своей оси, а инерционный груз установлен эксцентрично относительно оси захватов. При такой конструкции установки вид нагрузки зависит от положения центра инерционного груза относительно плоскости качания: когда центр расположен в плоскости качания образца, тогда нагружение производится только осевым усилием и изгибом, а если центр груза смещается от плоскости качания образца, то на последнем возникает дополнительно крутящий момент. Смещение центра при его эксцентричном расположении относительно оси захватов осуществляется с помощью дополнительного привода вращения путем поворота рейки. Этим достигается цель. The goal is achieved by the fact that the installation is equipped with a drive for turning the rack around its axis, and the inertial load is eccentric relative to the axis of the grippers. With this installation design, the type of load depends on the position of the center of inertial load relative to the rocking plane: when the center is located in the rocking plane of the sample, then loading is carried out only by axial force and bending, and if the center of the load is shifted from the rocking plane of the sample, then additional torque occurs . The displacement of the center with its eccentric location relative to the axis of the grippers is carried out using an additional rotation drive by turning the rack. This achieves the goal.

Известно техническое решение (положительное решение по заявке N 4333163/25-28, кл. G 01 N 3/30, 1988), в котором применяют привод поворота рейки вокруг своей оси. Отличие предлагаемого решения состоит в том, что применяют эксцентричное расположение инерционного груза, что в сочетании с толкателем рейки и создает эффект скручивания образца циклически наряду с циклическими осевой и изгибающей нагрузками вместо осевой и крутящий нагрузок в известном решении. Имеем различные режимы испытаний, а значит, и отличия предлагаемого решения существенны. A technical solution is known (a positive decision on the application N 4333163 / 25-28, CL G 01 N 3/30, 1988), in which the drive is used to turn the rack around its axis. The difference of the proposed solution lies in the fact that an eccentric arrangement of the inertial load is used, which, combined with the rod pusher, creates the effect of twisting the sample cyclically along with cyclic axial and bending loads instead of axial and torsional loads in the known solution. We have various test modes, which means that the differences in the proposed solution are significant.

На чертеже представлена схема установки. The drawing shows the installation diagram.

Установка содержит корпус 1, размещенные в нем зубчатое колесо 2, рейку 3, связанную с зубчатым колесом, толкатель 4 для взаимодействия с рейкой 3, два механизма 5, 6 возвратно-поступательного движения, связанные соответственно с колесом 2 и с толкателем 4, два захвата 7, 8 образца 9, установленных по оси рейки, один из которых 7 соединен с рейкой, инерционный груз 10, связанный со вторым захватом 8. The installation comprises a housing 1, a gear wheel 2 placed therein, a rack 3 connected to the gear wheel, a pusher 4 for interacting with the rack 3, two reciprocating mechanisms 5, 6, connected with the wheel 2 and the pusher 4, respectively, two grippers 7, 8 of sample 9 installed along the axis of the rail, one of which 7 is connected to the rail, the inertial load 10 associated with the second grab 8.

Установка снабжена приводом 11 поворота рейки 3 вокруг своей оси. Инерционный груз 10 установлен эксцентрично относительно оси захватов 7, 8. The installation is equipped with a drive 11 of the rotation of the rack 3 around its axis. The inertial load 10 is mounted eccentrically relative to the axis of the grippers 7, 8.

Привод поворота рейки выполнен в виде шестерни 11, выполненной в виде ротора или соединенной с ротором, статора 12, корпуса 13, выполненного в форме шарнира, связанного с толкателем 4. Механизмы возвратно-поступательных движений выполнены в виде эксцентриков 5, 6 с роликами 14 и приводами их вращения (не показаны). Эксцентричное размещение груза осуществлено посредством рычага 15. The drive rotation of the rack is made in the form of a gear 11, made in the form of a rotor or connected to the rotor, a stator 12, a housing 13 made in the form of a hinge connected with a pusher 4. The mechanisms of reciprocating movements are made in the form of eccentrics 5, 6 with rollers 14 and their rotation drives (not shown). The eccentric placement of the cargo is carried out by means of the lever 15.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Включают приводы (не показаны) эксцентриков 5, 6 и через рамки 14 создают возвратно-вращательные движения колеса 2 и возвратно-поступательные перемещения толкателя 4. Рейка 3 под действием колеса 2 совершает возвратно-поступательные перемещения вместе с захватами 7, 8 и грузом 10, в результате чего происходит нагружение образца осевым усилием с изгибом. Толкатель 4 создает возвратно-вращательные движения рейки 3 и дополнительно пригружает образец изгибом с такой же или другой частотой по отношению к изгибу от перемещений рейки в осевом направлении. Этот режим осуществляется при размещении центра тяжести груза 10 в плоскости поворота рейки толкателем. Для создания на образце 9 также крутящих усилий включают привод поворота рейки вокруг своей оси, т. е. включают роторно-статорную пару 11, 12. При повороте рейки вокруг своей оси центр тяжести груза 10 смещается из плоскости поворота рейки толкателем 4 и создается скручивающий момент на образце 9. Уровень скручивающей нагрузки задается углом поворота рычага 15 вокруг оси рейки и увеличивается с ростом плеча момента силы, создаваемого грузом 10. Actuators (not shown) of the eccentrics 5, 6 are turned on and, through the frames 14, the reciprocating movements of the wheel 2 and the reciprocating movements of the pusher 4 are created. The rail 3, under the action of the wheel 2, makes reciprocating movements together with the grippers 7, 8 and the load 10, as a result, the specimen is loaded with axial force with bending. The pusher 4 creates a reciprocating motion of the rod 3 and additionally loads the sample by bending with the same or different frequency with respect to the bend from the axial movements of the rod. This mode is carried out when placing the center of gravity of the load 10 in the plane of rotation of the rack pusher. To create torque on the sample 9, they also include a drive for turning the rack around its axis, that is, they include a rotor-stator pair 11, 12. When the rack is rotated around its axis, the center of gravity of the load 10 is shifted from the plane of rotation of the rack by the pusher 4 and a torsional moment is created on sample 9. The level of torsional load is set by the angle of rotation of the lever 15 around the axis of the rack and increases with increasing shoulder force moment created by the load 10.

Установка позволяет проводить испытания в новых режимах при действии осевой и изгибающей нагрузки и дополнительно скручивающей нагрузки, что существенно расширяет возможности испытаний. The installation allows testing in new modes under the action of axial and bending loads and additionally twisting loads, which significantly expands the possibilities of testing.

Claims (1)

УСТАНОВКА ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ, содержащая корпус, размещенные в нем зубчатое колесо, рейку, связанную с зубчатым колесом, толкатель для взаимодействия с рейкой, два механизма возвратно-поступательного движения, связанные соответственно с колесом и толкателем, два захвата образца, установленные соосно с рейкой, один из которых соединен с рейкой, и инерционный груз, связанный с вторым захватом, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей установки путем обеспечения испытаний как при нагружении осевой нагрузки и изгибом, так и при нагружении крутящей нагрузкой, она снабжена приводом поворота рейки вокруг своей оси, а инерционный груз установлен эксцентрично относительно оси захватов. INSTALLATION FOR TIRED TESTING OF MATERIAL SAMPLES, comprising a housing, a gear placed therein, a rack connected to the gear, a pusher for interacting with the rack, two reciprocating mechanisms associated with the wheel and the pusher, respectively, two sample grips mounted coaxially with rail, one of which is connected to the rail, and the inertial load associated with the second grip, characterized in that, in order to expand the functionality of the installation by providing tests as with angling axial load and bending and torsional loading during loading, it is provided with a drive rack rotation around its axis, and inertial load is mounted eccentrically relative to the axis of the grippers.