SU1185177A1 - Установка дл ударных испытаний материалов при сложном напр женном состо нии - Google Patents

Abstract

1. УСТАНОВКА ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ, содержаща  сбрасываемый груз, вертикальную направл ющую дл  груза, размещенную в нижней части направл ющей наковальню дл  установки образца испытуемого материала, захваты образца и элемент сцеплени  груза с верхним захватом образца, отличающа с  тем, что, с целью испытани  материала в услови х воздействи  предварительной боковой нагрузки и последующего ударного осевого сжати  и скручивани , она снабжена барабаном, которьй установлен с возможностью вращени  вокруг оси и св зан с падающим грузом посредством гибкой т ги , навитой на барабан, наковальн  закреплена на барабане, и на ней установлены подвижные в радиальном направлении массы, соединенные с боковыми захватами образца, а. падающий груз зафиксирован от поворота, 2.Установка по п. 1, отличающа с  тем, что барабан (Л выполнен ступенчатым. 3.Установка по пп. 1 и 2, о т личающа с  тем, что элемент сцеплени  груза с верхним захватом образца выполнен в виде установленного на захвате конуса, а груз выполнен полым, и в его полости 00 О1 установлен набор сменных втулок.

Description

1 11851

Изобретение относитс  к испытаним материалов, а именно к установам дл  ударных испытаний материалов ри сложном напр женном состо нии.

Целью изобретени   вл етс  испыта-5 ние материала в услови х воздействи  предварительной боковой нагрузки последующего ударного осевого сжати  и скручивани .

На фиг, 1 изображена предлагае- О а  установка, общий вид; на фиг.2 расположение образца испытуемого материала на наковальне; на фиг.З разрез А-А на фиг.2.

Установка дл  ударных испытаний 15 материалов при сложном напр женном состо нии Содержит сбрасываемый груз 1, установленный в вертикальной направл ющей 2, выполненной в виде трубы . В нижней части направл ющей 2 20 установлена наковальн  3, на которой размещен образец 4 испытуемого материала . Наковальн  3 установлена на ступенчатом барабане 5 .и может вращатьс  вместе с ним на подишпниках 25 6. На одной из ступеней барабана 5 намотана гибка  т га 7, через систему блоков 8 кинематически св занна  с грузом 1. На наковальне 3 в пазах 9 установлены массы 10, св з - ЗО ми 11 соединенные с боковыми захватами 12. Число пар масс 10 соответствует числу осей бокового нагружени  (на фиг. 1 изображена одна пара масс 10 дл  осуществлени  одноосного боко-,, вого раст жени ). Пазы 9 в наковальне 3, в которых размещаютс  массы 10 боковой нагрузки, служат дл  обеспечени  соосности раст гивающих боковых усилий в период разгона наковальни 3. о Св зи 11 могут быть выполнены, наппример , в виде пары взаимодействующих крючьев, один из которых соединен с массой 10, а второй - с боковым захватом 12. Верхний захват 13 скреп- з лен с элементом 14, выполненным в вие конуса, и установлен с возможностью вращени  совместно с образцом 4. В торце сбрасываемого груза Т, обращенном к наковальне 3, выполнено от- jo верстие, в котором с помощью стопора 15 укреплен набор сменных втулок 16. Стопор 15 перемещаетс  в пазу 17 напр вл ющей 2 и исключает вращение сбрасываемого груза 1 во- 55 круг оси во врем  падени . Установка имеет р д вспомогательных приспособлений дл  обеспечени  его ра772

ботоспособности, к числу которых относитс  стопорна  собачка 18 с т гой 19, предназначенна  дл  фиксации груза 1 в верхнем положении, и привод 20 с муфтой 21, предназначенные дл  подъема груза 1 в исходное верхнее положение. Дл  доступа к образцу 4 и проведени  монтажных и наладочных операций в направл ющей 2 выполнены смотровые окна 22 с защитными шторами.

Установка работает следующим образом.

С помощью муфты 21 отключают привод 20 от барабана 5. Т гой 19.воздействуют на стопорную собачку 18 и освобождают груз 1. Падение груза сопровождаетс  вращением барабана 5 посредством т ги 7. Барабан 5 вращает наковальню 3 и массы 10 с образцо 4 и его захватами 12 и 13. При вращении наковальни 3 массы 10 за счет центробежных сил создают раст гивающую боковую, в данном случае, одноосную нагрузку на образце 4. Увеличива  скорость падени , груз 1 увеличивает скорость вращени  наковальни 3 вместе с размещенными на ней детал ми , в результате увеличиваетс  бокова  нагрузка на образце 4, и к моменту удара груза 1 о элемент 14 образец 4 испытывает действие наибольшего дл  данных условий бокового раст жени . В момент удара груз 1 соприкасаетс  торцом внутренней втулки 16 с вращающейс  поверхностью конусного элемента 14 и тормозит его в то врем  как остальные вращающиес  детали продолжают вращение. Образец 4 в этой ситуации испытывает, дополнительно к боковой, ударную осевую и ударную скручивающую нагрузки, под действием которых он и разрушаетс . После разрушени  образца 4 включают муфту 21 и приводом 20 вращают барабан 5 в противоположном направлении и поднимают груз 1 в исходное состо ние до срабатывани  собачки 18.

Если необходимо изменить соотношение скоростей нагружени  в момент удара или изменить величину боковой нагрузки, то перед включением привода 20 измен ют место расположени  т ги 7 на барабане 5. Если т га 7 крепитс  на ступени меньшего диаметра то скорость скручивани  увеличиваетс  по отношению к скорости осевого удара,:и одновременно увеличиваетс  бокова  нагрузка. Происходит это вследствие увеличени  скорости вращени  наковальни 3 при неизменной скорости падени  груза 1. При необходимости изменить только соотношение скоростей нагружени , уменьшают массы 10 пропорционально уменьшению диаметра ступеней барабана 5.

Изменение соотношени  между осевой и скручивающей нагрузками осуществл етс  с помощью набора втулок 16, при этом чем больше внутренний диаметр внутренней втулки 16, тем больше диаметр окружности, по которой осуществл етс  контакт между грузом 1 и конусным элементом 14 в момент удара, тем больше плечо скручивающей силы и скручивающий момент при одной и той же силе удара, и наоборот, с уменьшением внутреннего диаметра набора втулок 16 отношение скручивающей нагрузки к осевой уменьшаетс . В предельном случае, когда внутренний диаметр втулок 16 равен нулю (например , вместо наименьшей из втулок 16 установлена заглушка), скручивающа  нагрузка близка к нулю, удар груза 1 приходитс  на вершину конусного элемента 14, и образец 4 разрушаетс 

от осевой ударной нагрузки, наложенной на заданную боковую нагрузку.

Изменение вида боковой нагрузки с осуществл етс  следующим образом, Дл  обеспечени  плоского напр женного состо ни  по периметру образца 4 укрепл ют несколько захватов 12, к каждому из которых прикрепл ют массы .10,

0 а дл  предотвращени  смещени  образца 4 в процессе нагружени  по каждой оси устанавливают две одинаковые массы 10, диаметрально расположенные на одина:ковых рассто ни х от оси вращени .

5 Величина масс 10 и рассто ние их

от оси вращени  выбирают из требуемого распределени  усилий по периметру образца 4., При применении типовых реверсоров раст гивающа  бокова  нагрузка может быть преобразована в сжимающую по одной или нескольким ос м в плоскости вращени  образца 4.

Таким образом, за счет использова5 ,ни  подвижных масс предлагаема  установка позвол ет проводить ударные испытани  материалов при действии осевой сжимающей и скручивающей нагрузок предварительно нагруженного боковой нагрузкой образца.

Claims (3)

1. УСТАНОВКА ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ, содержащая сбрасываемый груз, вертикальную направляющую для груза, размещенную в нижней части направляющей наковальню для установки образца испытуемого материала, захваты образца и элемент сцепления груза с верхним захватом образца, отличающаяся тем, что, с целью испытания материала в условиях воздействия предварительной боковой нагрузки и последующего ударного осевого сжатия и скручивания, она снабжена барабаном, который установлен с возможностью вращения вокруг оси и связан с падающим грузом посредством гибкой тяги, навитой на барабан, наковальня закреплена на барабане, и на ней установлены подвижные в радиальном направлении массы, соединенные с боковыми захватами образца, а. падающий груз зафиксирован от поворота.

2. Установка по п. 1, о т л и - § чающаяся тем, что барабан выполнен ступенчатым.

3. Установка по пп. 1 и 2, о т личающаяся тем, что элемент сцепления груза с верхним захватом образца выполнен в виде установленного на захвате конуса, а груз выполнен полым, й в его полости установлен набор сменных втулок.

SU „..1185177

1185