RU2790337C2 - Fatigue testing plant - Google Patents

Abstract

FIELD: testing equipment.

SUBSTANCE: invention relates to testing equipment, and is intended for testing materials for long-term strength under the action of cyclic loads. The setup comprises a sample rotation drive, an associated grip for cantilever mounting of the sample, a holder with bearings installed at the free end of the sample, a calibrated spring, one end of which is connected to the holder with radial bearings, and a load is suspended at the other end, a sensor is rigidly attached to the calibrated spring. position of the load, and a revolution counter is installed on the gripper.

EFFECT: increasing the efficiency of the plant when it is used.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытания материалов на длительную прочность при действии циклических нагрузок.The invention relates to testing equipment and is intended for testing materials for long-term strength under the action of cyclic loads.

Известна установка для испытаний образцов на усталость содержащая основание, установленный на нем привод вращения, толкатель (см. патент РФ №2068993, 1994 г.).Known installation for testing specimens for fatigue containing the base mounted on it a rotation drive, a pusher (see RF patent No. 2068993, 1994).

Недостаток установки состоит в сложности конструкции, а также в отсутствии возможности испытывать образцы материалов, снабженных для исследований усталостных свойств искусственной трещиной или сварным швом, вследствие высоких динамических нагрузок на образцы в процессе испытаний.The disadvantage of the installation is the complexity of the design, as well as the inability to test samples of materials equipped with an artificial crack or weld for studying fatigue properties, due to high dynamic loads on the samples during testing.

Наиболее близким по технической сути является установка, содержащая привод вращения образца, связанный с ним захват для консольного крепления образца, установленную на свободном конце образца обойму с подшипниками и размещенный параллельно оси захвата удлинитель, один конец которого связан с обоймой, а на другом конце подвешен груз (см. а.с. СССР №1029038, 1981 г.).The closest in technical essence is an installation containing a sample rotation drive, an associated grip for cantilever fastening of the sample, a holder with bearings installed at the free end of the sample and an extension placed parallel to the grip axis, one end of which is connected to the holder, and a load is suspended at the other end. (see A.S. USSR No. 1029038, 1981).

Недостатком установки является невозможность получать информацию о текущем состоянии образцов материалов в момент испытания из-за отсутствия регистрирующих устройств.The disadvantage of the installation is the inability to obtain information about the current state of the samples of materials at the time of testing due to the lack of recording devices.

Техническая задача разработка конструкции установки для испытаний образцов с искусственной трещиной либо со сварным швом на усталостную прочность.The technical task is to develop the design of an installation for testing specimens with an artificial crack or with a welded seam for fatigue strength.

Технический результат - повышение эффективности работы установки при ее использовании.The technical result is an increase in the efficiency of the plant when it is used.

Он достигается тем, что известная установка, содержащая привод вращения образца, связанный с ним захват для консольного крепления образца, установленную на свободном конце обойму с радиальными подшипниками, дополнительно содержит тарированную пружину, один конец которой связан с обоймой, а на другом конце подвешен груз, к тарированной пружине жестко прикреплен датчик положения груза, а на захвате установлен и жестко фиксирован счетчик оборотов.It is achieved by the fact that the known installation, containing the sample rotation drive, the grip associated with it for the cantilever fastening of the sample, the cage with radial bearings installed at the free end, additionally contains a calibrated spring, one end of which is connected to the cage, and a load is suspended at the other end, a load position sensor is rigidly attached to the calibrated spring, and a revolution counter is installed and rigidly fixed on the grip.

Груз, подвешенный на тарированной пружине, совершает свободные вертикальные колебания, в результате чего создается пульсирующая нагрузка и возникают напряжения изгиба.A load suspended on a calibrated spring performs free vertical vibrations, as a result of which a pulsating load is created and bending stresses arise.

Датчик и счетчик дают точное значение циклов до момента начала разрушения образца. Это позволяет установке работать автономно без присутствия человека.The sensor and the counter give the exact value of the cycles until the start of the destruction of the sample. This allows the installation to work autonomously without the presence of a person.

Предлагаемая установка изображена на чертеже (фиг. 1 - общий вид).The proposed installation is shown in the drawing (Fig. 1 - General view).

Установка имеет основание 1, установленный на нем привод вращения 2, на котором жестко закреплен захват 3, для консольного крепления образца 4, на свободном конце образца 4 установлена обойма 5 с радиальными подшипниками, с металлическим креплением 6 и перпендикулярно оси захвата имеется дополнительная тарированная пружина 7, один конец которой связан с креплением 6, а на другом конце подвешен груз 8, на тарированной пружине жестко закреплен датчик положения груза 9, а на захвате установлен и жестко фиксирован счетчик оборотов 10.The unit has a base 1, a rotation drive 2 mounted on it, on which the gripper 3 is rigidly fixed, for the cantilever fastening of the sample 4, at the free end of the sample 4 there is a holder 5 with radial bearings, with a metal fastening 6 and there is an additional calibrated spring 7 perpendicular to the gripper axis , one end of which is connected with fastening 6, and at the other end a load 8 is suspended, a load position sensor 9 is rigidly fixed on a calibrated spring, and a revolution counter 10 is installed and rigidly fixed on the grip.

Устройство работает следующим образом. При включении привода вращения 2 (электродвигателя), который жестко закреплен на основании 1, происходит передача крутящего момента на образец 4, через захват 3. Подвешенный на тарированной пружине 7, груз 8 совершает свободные вертикальные колебания. В результате создается пульсирующая нагрузка на образец 4 и возникают напряжения изгиба. При достижении предельных нагрузок образец начинает деформироваться. Происходит резкое смещение груза на большую величину свободных колебаний. Регистрирующее устройство, расположенное отдельно от основного устройства, фиксирует положение груза 8 и счетчика оборотов 10 привода вращения 2 и передает показания на компьютер.The device works as follows. When the rotation drive 2 (electric motor), which is rigidly fixed on the base 1, is turned on, the torque is transmitted to the sample 4 through the grip 3. Suspended on a calibrated spring 7, the load 8 performs free vertical oscillations. As a result, a pulsating load is created on the sample 4 and bending stresses arise. When the ultimate load is reached, the sample begins to deform. There is a sharp displacement of the load by a large amount of free vibrations. The registering device, located separately from the main device, fixes the position of the load 8 and the revolution counter 10 of the rotation drive 2 and transmits the readings to the computer.

Полученные данные позволяют судить о состоянии образца при циклических нагрузках.The data obtained make it possible to judge the state of the sample under cyclic loads.

Для изменения величины нагрузки используются сменные грузы разной массы. Образцы, имеющие искусственные трещины или сварные швы, проходят усталостные испытания до полного разрушения образца или шва. При этом фиксируется время прохождения испытаний, а также количество циклов во время проведения экспериментов.To change the magnitude of the load, interchangeable loads of different masses are used. Samples with artificial cracks or welds are subjected to fatigue tests until the sample or weld is completely destroyed. At the same time, the time for passing the tests, as well as the number of cycles during the experiments, is recorded.

Предлагаемая установка обеспечивает проведение усталостных испытаний экспериментальных образцов и позволяет испытывать сварные швы и трещины, расположенные поперек образца. Это дает возможность один и тот же образец со сварным швом или трещиной испытывать на циклический изгиб, циклический изгиб с вращением при симметричном цикле изменения напряжений без фактической его поломки.The proposed installation provides fatigue testing of experimental samples and allows testing of welds and cracks located across the sample. This makes it possible to test the same sample with a welded seam or a crack for cyclic bending, cyclic bending with rotation during a symmetrical stress cycle without actually breaking it.

Claims (1)

Установка для испытаний образцов на усталость, содержащая привод вращения образца, связанный с ним захват для консольного крепления образца, установленную на свободном конце образца обойму с радиальными подшипниками, отличающаяся тем, что дополнительно содержит тарированную пружину, один конец которой связан с обоймой, а на другом конце подвешен груз, к тарированной пружине жестко прикреплен датчик положения груза, а на захвате установлен и жестко фиксирован счетчик оборотов.Installation for testing samples for fatigue, containing a sample rotation drive, an associated grip for cantilever fastening of the sample, a holder with radial bearings installed at the free end of the sample, characterized in that it additionally contains a calibrated spring, one end of which is connected to the holder, and on the other a load is suspended at the end, a load position sensor is rigidly attached to the calibrated spring, and a revolution counter is installed and rigidly fixed on the grip.

Images