СТЕНД ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ
BENCH FOR IMPACT TESTS OF SAMPLES OF MATERIALS

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известен стенд для ударных испытаний образцов (патент РФ №2051358, кл. G01N 3/32, 1995), содержащий основание, установленные на нем разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком и устройство для размещения образца.
Недостаток стенда состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при нанесении повторных ударов по поверхности образца в произвольно регулируемой последовательности ударов, интервалов между ударами и мест нанесения ударов.
Известен стенд для ударных испытаний образцов (патент РФ №2374621, кл. G01N 3/32, 2009), содержащий основание, установленные на нем разгонное устройство, включающее маховик с приводом его вращения, штангу, приспособление для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком и устройство для размещения образца.
Недостаток стенда также состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при нанесении повторных ударов по поверхности образца в произвольно регулируемой последовательности ударов, интервалов между ударами и мест нанесения ударов.
Известен стенд для ударных испытаний образцов (патент РФ №2510007, кл. G01N 3/32, 2014), принимаемый за прототип. Стенд содержит основание, установленные на нем разгонное устройство, включающее вал с приводом вращения, маховик, установленный на валу, штанги по количеству точек нагружения образца с ударниками для взаимодействия с образцом, установленные с возможностью изменения положения по длине вала, приспособления для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком, приспособления для возврата штанг в исходное положение и устройство для размещения образца, выполненное с обеспечением взаимодействия образца с ударниками. Стенд обеспечивает проведение испытаний при нанесении повторных ударов по поверхности образца в произвольно регулируемой последовательности ударов, интервалов между ударами и мест нанесения ударов, что сближает его с предлагаемым по достигаемому эффекту.
Недостаток стенда состоит в том, что он не обеспечивает проведение испытаний в новых условиях - не только при одинаковых скоростях, но и при заданных соотношениях скоростей повторных ударов в разных точках на поверхности образца с произвольно регулируемой последовательностью, интервалами и местами нанесения ударов. Это ограничивает объем информации при исследованиях свойств материалов.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем обеспечения испытаний не только при одинаковых скоростях, но и при заданных соотношениях скоростей повторных ударов в разных точках на поверхности образца с произвольно регулируемой последовательностью, интервалами и местами нанесения ударов. Это ограничивает объем информации при исследованиях свойств материалов.
Технический результат достигается тем, что стенд для ударных испытаний образцов материалов, содержащий основание, установленные на нем разгонное устройство, включающее вал с приводом вращения, маховик, установленный на валу, штанги по количеству точек нагружения образца с ударниками для взаимодействия с образцом, установленные с возможностью изменения положения по длине вала, приспособления для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком, приспособления для возврата штанг в исходное положение и устройство для размещения образца, выполненное с обеспечением взаимодействия образца с ударниками, согласно изобретению снабжен дополнительными маховиками меньшего радиуса, установленными на валу с возможностью изменения положения по длине вала совместно с соответствующей штангой, с приспособлением для создания фрикционного взаимодействия штанги с маховиком и с приспособлением для возврата штанги в исходное положение, при этом соотношение скоростей ударов в точках на поверхности образца определяется соотношением радиусов маховиков.
На рис. 1 представлена схема стенда, вид сверху (рис. 1а) и вид сбоку (рис. 1б).
Стенд для ударных испытаний образцов материалов содержит основание 1, установленные на нем разгонное устройство, включающее вал 2 с приводом 3 вращения, маховик 4, установленный на валу, штанги 5, 6, 7 по количеству точек нагружения образца 8 с ударниками 9 для взаимодействия с образцом, установленные с возможностью изменения положения по длине вала 2, приспособления 10 для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком, приспособления 11 для возврата штанг в исходное положение и устройство 12 для размещения образца, выполненное с обеспечением взаимодействия образца с ударниками.
Стенд снабжен дополнительными маховиками 13, 14 разного радиуса, установленными на валу 2 с возможностью изменения положения по длине вала совместно с соответствующей штангой 5, 6, с приспособлением 10 для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиками и с приспособлениями 11 для возврата штанги в исходное положение. Соотношение скоростей ударов в точках на поверхности образца определяется соотношением радиусов маховиков.
Каждое приспособление 10 для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиками выполнено в виде корпуса, внутри которого размещен ролик 15, расположенный на якоре 16. Якорь 16 соединен с возвратной пружиной 17 и взаимодействует с электромагнитной катушкой 18. Фиксаторы 19 фиксируют положение штанг и приспособлений 10 на основании 1 при изменении их положения вдоль по длине вала 2. Приспособление 11 может представлять собой пружину. Маховики установлены на валу, например, на шпонках в канавках (не показаны), позволяющих перемещать маховики вдоль вала.
Стенд работает следующим образом.
Включают привод 3 и вращают вал 2 с маховиками 4, 13, 14 с заданной угловой скоростью, одинаковой для всех маховиков. По заданной программе включают электромагнитные катушки 18 и через якоря 16 и ролики 15 прижимают соответствующие штанги 5, 6, 7 к соответствующим маховикам 4, 13, 14. За счет возникающего фрикционного взаимодействия штанги разгоняются и ударниками 9 наносят удары по образцу 8. Скорость нанесения ударов определяется радиусом соответствующего маховика: чем больше радиус маховика, тем выше скорость удара. После удара соответствующая электромагнитная катушка 18 отключается и штанга возвращается приспособлением 11 в исходное положение. Порядок и частота нанесения ударных нагрузок задается порядком и частотой приведения в действие приспособлений 10 для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком. Места нанесения ударов на поверхности образца регулируются перемещениями маховиков, штанг с приспособлениями 10 вдоль вала 2 с последующей фиксацией положений фиксаторами 19. При выполнении маховиков с одинаковым радиусом испытания проводятся при нанесении ударов с равными скоростями, как на известных стендах.
Предлагаемый стенд обеспечивает проведение испытаний в новых условиях - не только при одинаковых скоростях, но и при заданных соотношениях скоростей повторных ударов в разных точках на поверхности образца с произвольно регулируемой последовательностью, интервалами и местами нанесения ударов. Это увеличивает объем информации при исследованиях свойств материалов.