SU1527554A1 - Установка дл усталостных испытаний при круговом изгибе с осевым раст жением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к усталостным испытани м, а именно к установкам дл  испытаний при круговом изгибе с осевым раст жением. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  программного изменени  изгибной и осевой нагрузок в процессе испытаний. Образец 6 помещают в соосных захватах и привод т во вращение, нагружа  чистым изгибом и осевой силой. Осевую силу задают путем программного изменени  давлени  в пневмоцилиндре 9, дл  чего реле 16 по заданной программе открывает электропневмоклапан 17, соедин ющий пневмоцилиндр 9 с источником давлени . Сигнал от датчика положени  поршн  пневмоцилиндра 9 подаетс  на электропневмоклапан 19, который отсекает источник давлени  от пневмоцилиндра. Поршень последнего опускаетс  и дополнительный груз 12 догружает образец 6, компенсиру  продольный момент осевой силы. 5 ил.

Description

Г

(fkft2

Изобретение относитс  к усталостным испытани м, к установкам дл  испытаний при круговом изгибе с осевым раст жением.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  программного изменени  изгибной и осевой нагрузок в процессе испытаний.

На фиг. 1 приведена схема нагру- жени  образца изгибающим моментом, и осевой раст гивающей нагрузкой , на фиг. 2 - схема предлагаемой установки} на фиг. 3 - конструкци  узла на- гружени  осевой силой Р, на фиг.4 - конструкци  узла нагружени  поперечной силой Q; на фиг. 5 - схема изменени  напр жений в рабочем сечении образца в течение одного цикла нагружени .

Установка (фиг.2) содержит основание 1, на котором размещен привод двигател  2, вал которого соединен с шпинделем 3, корпус 4 которого шарнир но св зан с основанием 1, корпус другого шпиндел  5 установлен с возможностью осевого перемещени .. Нагру жатель осевым усилием раст жени  образца 6 выполнен в виде пружины 7, гайки 8 и первого пневмоцилиндра 9 дл  сжати  пружины 7, обоймы 10, шар нирно соединенной с корпусом шпиндел  5. Изгибающий момент в образце 6 создаетс  при помощи груза 11 и дополнительного груза 12, установленных на т ге 13 с помощоЮ пружинной подвески 14 и коромысел 15 на корпусах щпинделей.

Таким образом,первый захват,св зан ный со шпинделем 5,св зан с нагружате- лем осевьш усилием, а второй захват с приводом вращени .

Установка содержит программный элемент - электронное реле 16 (ти- па ВЛ-25), св занны с электропневм клапаном 17, при открытии которого воздух от источника давлени  компрессора 18 поступает в пневмоцилиндр 9, сжима  заранее оттарированную пр жину 7 и производ  в начальной точке перемещени  включение микровыключател  - датчика положени  поршн  пневмоцилиндра 9 (первого пневмоцилиндра ), Кикровыключатель (не показан ) электрически св зан с эле- ктропневмоклапаном 19. Последний перекрывает поступление сжатого воздуха из компрессора 18 в пневмоуст

5 0

5 Q

.„

j

5

5

ройство 20. В первом пневмоцилиндре 9 поршень 21 св зан посредством т ги с первым захватом. Величина нагрузки Р определ етс  выбором жесткости пружины 7, а также количеством и толщиной прокладок 22.

Дополнительный груз 12 взаимодействует с т гой 13 посредством ограничител  23 и св занной с грузом 12 тарелки 24. Второй пневмоцилиндр 25, вход щий в состав пневмоустройства 20, св зан своим поршнем 26 посредством стакана 27 с грузом 12.

Вместо пневмоцилиндров 9 и 25 могут быть использованы и иные силовые цилиндры, например гидрощшиндры. В этом случае вместо электропневмокла- панов используют э:тектроклапаны иной конструкции, а источник обеспечивает гидравлическое давление.

Установка работает след тощим образом .

Образец устанавливают в захватах, привод т во вращение, нагружа  при этом грузом, создающим в образце чистый круговой изгиб. В заданный момент программный элемент открывает электропневмоклапан 17 и пневмоцилиндр 9 начинает сжимать пружину 7, создава  в образце осевое усилие. При этом датчик положени  поршн  пневмоцилиндра 9 подает сигнал на клапан 19, который перекрывает воздух и позвол ет порщню 26 опуститьс , обеспечива  тем самым возможность догружени  Основного груза 1 1 дополнительным грузом 12 дл  компенсации восстанавливающего момента от осевой нагрузки и сохранени  неизменным в процессе испытани  напр жени  в образце 6. По истечении заданного времени нагружени  реле 16 времени, управл ющее работой эле- ктропневмоклапана 17, дает сигнал на его закрытие. Подача воздуха из компрессора 18 в пневмоцилиндр 9 прекращаетс . Под действием сжатой пружины 7 поршень пневмоцилиндра перемешаетс  в исходное положение, происходит сн тие осевой раст гивающей нагрузки.

В начале разгрузки сигнал от микровыключател  поступает на электропневмоклапан 19, воздух из компрессора 18 начинает поступать в пневмоустройство 20. Порщень 26, перемеща сь вверх, поднимает груз 12, постепенно (за счет упругой дефор5

мации пружинной подвески 14) разгружа  образец 6 от дополнительного изгибающего момента. Напр жение в расчетном сечении образца 6, таким образом , сохран етс  неизменным. Скорость осевого нагружени , равно как и разгрузки, зависит от проходного сечени  пневмопровода и регулируетс  с помощью сменных дросселей на входе и выходе пневмоцилиндров.

Масса дополнительного груза Q, определ етс  из услови 

2 P.f

Р f а

а

-осева  сила;

-текущий прогиб образца

-рассто ние от точки креплени  шпиндел  до точки подвеса груза.

Пример. Цилиндрический образец 6 (фиг.2) из сплава ЭИ617 диаметром рабочей части 5 мм и общей длиной 1АО мм размещают в зажимах шпиндельных корпусов и привод т во врап(ение, включа  двигатель 2. Прилагают к образцу 6 начальную раст гивающую нагрузку путем поджати  пружины 7 через пневмоцилиндр 9 гайкой 8. Включают компрессор 18 и производ т нагружение образца 6 изгибающим моментом при помощи грузов 11 и 12, устанавливают выдержку и, включа  в работу реле 16 времени, приступают к циклическому нагружению образца 6 осевой раст гивающей нагрузкой .

На фиг. 5 участок АВ соответствует нагружению образца раст гивающей нагрузкой вследствие перемещени  порщн  пневмоцилиндра 9 (фиг.2) при отсутствии начальной раст гивающей нагрузки, создаваемой путем поджати  пружины 7 через пневмоцилиндр 9 гайкой 8, участок ВС - посто нной величине раст гивающей нагрузки, вследствие перемещени  поршн  пневмоцилиндра 9 (фиг.2) в исходное положение участок D соответствует отсутствию раст гивающей нагрузки на образце . Включение в работу пневмоустрой- ства 20 (фиг.2) и догружение oбpaз- ца 6 грузом 12 в период отсутстви  на образце 6 раст гивающей нагрузки позвол ет проводить на установке трехчастотные испытани . В этом случае пневмоустройство 20 (фиг.2) вклю27554

чаетс  в работу по команде от реле 16 времени.

При наличии начальной раст гивающей нагрузки, создаваемой путем поджати  пружины 7 через пневмоципиндр 9 гайкой 8 (фиг.2), график изменени  на фиг. 5 смещаетс  вдоль оси ординат на соответствующую величину.

JQ При этом моделируетс  процесс накоплени  повреждени  в материале лопаток газотурбинного двигател  (ГТД) от совместного действ и  чистого изгиба и пульсирующего осевого нагру (5 жени : иа участке АВ (фиг.5) имитируетс  нарастание нагрузки от действи  центробежных сип при запуске ГТД, на участке ВС - рабоча  нагрузка при номинальном режиме работы

20 ГТД, иа участке СД - переходный режим ГТД, моделируетс  изменение

) амплитудного значени  изгибных напр жений в результате изменени  формы колебаний лопатки ГТД.

25

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Установка дл  усталостных испытаний -при круговом изгибе с осевым ра30 ст жеиием, содержаща  осиоваиие,

   св занные с ним посредством соответствующих шпинделей два соосных захвата , первый из которых установлен с возможностью осевого перемещени , установленный на основании и св занный со шпинделем второго захвата привод вращени , св занный со шпинделем первого захвата нагружатель осевой силой, содержащий пружину с

   дд поджимным приспособлением, нагружатель чистым изгибом в виде св занной с захватами посредством подвесок т ги с грузом и механизм компенсации продольного момента от осевой силы,

   дз от. личающа с  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  испытаний как при посто нных нагрузках, так и программного изменени  изгиб50 ной и осевой нагрузок в процессе испытани , механизм компенсации продольного момента выполнен в виде установленного на т ге с возможностью перемещени  вдоль нее дополнительJ5 ного груза, установка снабжена двум  силовыми цилиндрами, поршень первого из которых св зан с пружиной, а поршень второго - с дополнительным грузом, и устройством управлени 

   35

   цилиндрами, имеющим источник давле- н  первого цилиндра, электрически ни , св занный с цилиндрами через св занный с вторым электроклапаном, соответственно первый и второй эле- а программный элемент электрически

   ктроклапан, и датчик положени  порш- св зан с первым электроклапаном.

   СШ

   IП

   .

   Фиг.1

   Фиг.З

   й--а,

   ф

   т

   т

   F22I

   EZ

   VZZZA

   /////

   МПа