УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПЛОСКИХ ОБРАЗЦОВ НА ТРЕХТОЧЕЧНЫЙ ИЗГИБ

Полезная модель относится к испытательному оборудованию, а именно к устройствам для испытания плоских образцов по схеме трехточечного изгиба.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для испытаний на изгиб листовой стали, содержащее горизонтальные прямоугольные плиты с изгибающими опорами и вертикальные направляющие колонны, при этом нижняя плита - фундаментная и неподвижная, а верхняя - подвижная и с отверстиями для колонн, причем устройство выполнено с двумя колоннами и дополнительно содержит верхнюю плиту, закрепленную на колоннах, с резьбовым отверстием - гайкой для винта перемещения подвижной плиты, на которой размещена одна изгибающая опора, и эта плита содержит подшипники качения около отверстий для ее центрирования и движения вдоль колонн, а две изгибающие опоры на фундаментной плите выполнены с возможностью изменения расстояния между ними (патент РФ №2327133, G01N 3/00, опубл. 20.06.2008).
Недостатками известного решения являются невозможность визуализации процесса трещинообразования со стороны растянутой поверхности образца, невозможность установки различных измерительных датчиков на растянутую поверхность образца, невозможность изменения радиуса нагружающей опоры, большая материалоемкость и себестоимость.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание устройства меньшей себестоимости, обеспечивающее возможность визуализировать процесс трещинообразования со стороны: растянутой поверхности образца, возможность установки различных измерительных датчиков на растянутую поверхность образца, возможность изменять радиус нагружающей опоры.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и, как следствие, снижении материалоемкости.
Технический результат достигается тем, что устройство для испытания плоских образцов на трехточечный изгиб, содержащее опору с одним нагружающим роликом и опору с двумя опорными роликами, опора с двумя опорными роликами расположена над опорой с одним нагружающим роликом, причем обе опоры заканчиваются цилиндрическими стойками, дополнительно содержит нейлоновые струны, измерительный и акустико-эмиссионный датчики, имеет на верхней опоре два натяжных привода нейлоновых струн, выполненных в виде двух червячных пар с маховиками, а опорные ролики имеют по две кольцевые проточки под нейлоновые струны, предназначенные для поджатия измерительного датчика. Верхняя опора может быть выполнена П-образной. В качестве измерительного датчика может быть использован тензометрический, электрохимический или акустико-эмиссионный датчик.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где показано устройство для испытания плоских образцов на трехточечный изгиб.
Заявляемое техническое решение может быть реализовано в конструкции устройства для испытания плоских образцов на трехточечный изгиб, включающее, плоский образец 1, опорные ролики 2, нейлоновые струны 3, верхнюю опору 4, нагружающий ролик 5, нижнюю опору 6, цилиндрические стойки 7, измерительный датчик 8, акустико-эмиссионный датчик 9, натяжные приводы 10.
Устройство для испытания плоских образцов на трехточечный изгиб устроено следующим образом.
На верхней опоре 4 установлены два натяжных привода 10, выполненные в виде двух червячных пар с маховиками, которые расположены с двух сторон верхней опоры 4. На натяжных приводах 10 закреплены две нейлоновые струны 3, проходящие над измерительным датчиком 8 и под опорными роликами 2 верхней опоры 4 по кольцевым проточкам. Измерительный датчик 8 установлен на исследуемой растягиваемой поверхности плоского образца 1. Датчик акустической эмиссии 9 установлен на свободном конце плоского образца 1. Плоский образец 1 расположен на нагружающем ролике 5, который установлен на нижней опоре 6. Нижняя опора 6 и верхняя опора 4 заканчиваются цилиндрическими стойками 7 для их установки в стандартную разрывную машину (не показано).
Устройство для испытания плоских образцов на трехточечный изгиб работает следующим образом.
Плоский образец 1 устанавливается на опорные ролики 2 с кольцевыми проточками под нейлоновые струны 3 П-образной верхней опоры 4 и снизу поджимается нагружающим роликом 5 нижней опоры 6 посредством передачи механической сжимающей нагрузки через цилиндрические стойки 7 от траверсы стандартной разрывной машины (не показано). На исследуемой растягиваемой поверхности плоского образца 1 устанавливается измерительный датчик 8 (тензометрический, электрохимический, акустико-эмиссионный или другой), а на нижней поверхности со стороны свободного конца плоского образца 1 - датчик акустической эмиссии 9. Измерительный датчик 8 поджимается к поверхности плоского образца 1 с помощью двух нейлоновых струн 3 во время всего испытания плоского образца 1 на трехточечный изгиб. Натяжение нейлоновых струн 3 поджатия измерительного датчика 8 регулируется вращением маховиков червячных пар 10 до проведения или во время проведения испытания. Согласно требованиям ГОСТ 14019-2003 "Материалы металлические. Метод испытаний на изгиб" опорные ролики 2 и нагружающий ролик 5 термообработаны под закалку до твердости рабочих поверхностей 52 HRC.
Предлагаемая полезная модель дает возможность визуализации процесса трещинообразования со стороны растянутой поверхности образца, дает возможность устанавливать различные измерительные датчики на растянутую поверхность образца, дает возможность изменять радиус нагружающей опоры путем замены нагружающего ролика роликами с другими диаметрами, позволяет снизить затраты на изготовление устройства для испытания плоских образцов на трехточечный изгиб и, соответственно, проведения испытаний.