УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ
INSTALLATION FOR FATIGUE TESTING SAMPLES

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для испытания образцов на усталость (патент РФ №1504560, кл. G01N 3/32, 1990), содержащая основание, установленные на нем привод возвратно-поступательных перемещений, два соосных захвата для образца, толкатель, одним концом шарнирно соединенный с одним захватом, другим - с приводом возвратно-поступательных перемещений, инерционный груз, установленный на втором захвате.
Недостаток установки состоит в отсутствии возможности испытывать образцы при чередовании осевых и срезающих нагрузок. Нагружения осуществляются только осевыми нагрузками.
Известна установка для испытания образцов на усталость (патент РФ №1826033, кл. G01N 3/32, 1992), содержащая основание, установленные на нем привод возвратно-поступательных перемещений, связанный с приводом толкатель, захваты для образца и связанные с захватами инерционные грузы.
Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности испытывать образцы при чередовании осевых и срезающих нагрузок. Нагружения осуществляются только осевыми нагрузками.
Известна установка для испытания образцов на усталость (патент РФ №2068993, кл. G01N 3/32, 1994), принимаемая за прототип. Установка содержит основание, установленные на нем привод возвратно-поступательных перемещений в виде эксцентрика с приводом вращения, рамки для размещения эксцентрика, толкателя, соединенного с рамкой, два соосных захвата для образца с осью, параллельной оси толкателя, два рычага, одним концом шарнирно соединенных с толкателем, другим - с соответствующим захватом, фиксатор поворота одного из рычагов, установленный на толкателе, пару инерционных грузов, взаимодействующих с захватами и соединенных между собой тягой.
Недостаток установки состоит в отсутствии возможности испытывать образцы материалов при чередовании осевых и срезающих нагрузок с регулировкой их величины без изменения или с изменением частоты циклов при бесступенчатых или ступенчатых нагружениях, что ограничивает объем информации о физико-механических свойствах материалов, получаемых в процессе испытаний.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем обеспечения испытаний при чередовании осевых и срезающих нагрузок с изменением их величины без изменения или с изменением частоты циклов при бесступенчатых или ступенчатых нагружениях.
Технический результат достигается тем, что установка для испытания образцов на усталость, содержащая основание, установленные на нем привод возвратно-поступательных перемещений в виде эксцентрика с приводом вращения, рамки для размещения эксцентрика, толкателя, соединенного с рамкой, два соосных захвата образца с осью, параллельной оси толкателя, два рычага, одним концом шарнирно соединенных с толкателем, другим - с соответствующим захватом, фиксатор поворота одного из рычагов, установленный на толкателе, пару инерционных грузов, взаимодействующих с захватами и соединенных между собой тягой, согласно изобретению эксцентрик соединен с дополнительным приводом для изменения эксцентриситета.
Технический результат достигается также тем, что на основании установлены дополнительные пары грузов, соединенные между собой тягами и предназначенные для взаимодействия с захватами, при этом каждая пара грузов установлена с зазором относительно других нар.
Изменение эксцентриситета в ходе испытаний изменяет линейные скорости возвратно-поступательных перемещений толкателя и захватов, отчего инерционные грузы изменяют величины нагрузок на образце без изменения частоты нагружений. Размещение на основании дополнительных пар грузов создает поочередное вовлечение их в движение при перемещениях захватов, что создает ступенчатые изменения величин нагрузок на образце. Указанные условия испытаний недоступны при использовании прототипа, в то время как предлагаемая установка реализует все виды нагружений прототипа. Этим достигается технический результат.
На чертеже представлена схема установки.
Установка для испытания образцов на усталость содержит основание 1, установленные на нем привод возвратно-поступательных перемещений в виде эксцентрика 2 с приводом вращения 3, рамки 4 для размещения эксцентрика, толкателя 5, соединенного с рамкой 4, два соосных захвата 6, 7 для образца 8 с осью, параллельной оси толкателя 5, два рычага 9, 10, одним концом шарнирно соединенных с толкателем 5, другим - с соответствующими захватами 6, 8, фиксатор поворота 11 одного из рычагов 10, установленный на толкателе 5, пару инерционных грузов 12, 13, взаимодействующих с захватами 6,7 и соединенных между собой тягой 14.
Эксцентрик 2 соединен с дополнительным приводом 15 для изменения эксцентриситета.
На основании 1 установлены дополнительные пары грузов 16, 17, и 18, 19, соединенные между собой тягами 20, 21 и предназначенные для взаимодействия с захватами 6, 7, при этом каждая пара грузов 16, 17 и 18, 19 установлена с зазором относительно других пар.
Дополнительный привод 15 соединен с эксцентриком 2.например, с помощью винта 22 и вращается вместе с эксцентриком.
Установка работает следующим образом.
Устанавливают испытуемый образец 8 в захваты 6, 7. Для испытаний при нагружений образца осевыми нагрузками включают фиксатор 11 и жестко соединяют рычаг 10 с толкателем 5. Включают привод 3, вращают эксцентрик 2 и через рамку 4, толкатель 5 и рычаги 9, 10 перемещают захваты 6, 7 возвратно-поступательно, отчего образец 8 нагружается инерционными грузами 12, 13 циклическими осевыми нагрузками. Для испытаний при действии деформаций сдвига выключают фиксатор 11. С этого момента захваты 6, 7 совершают циклические повороты в противоположных направлениях под действием грузов, что дает нагружение образца сдвигом. Для испытаний при изменении величины нагрузок сжатия или сдвига без изменения частоты циклов включают привод 15 и перемещают эксцентрик 2. При увеличении эксцентриситета величины нагрузок плавно нарастают в соответствии со скоростью перемещения эксцентрика, и наоборот, уменьшение эксцентриситета дает снижение нагрузок. Изменение величин нагрузок совместно с изменением частоты циклов производят изменением скорости вращения эксцентрика 2 приводом 3. Для испытаний при ступенчатых изменениях величин нагрузок устанавливают дополнительные пары грузов 16, 17 и 18, 19, вес которых подбирается в соответствии с заданными ступенями нагрузки.
Установка позволяет испытывать образцы материалов в новых силовых условиях - при чередовании осевых и срезающих нагрузок с регулировкой их величины без изменения или с изменением частоты циклов при бесступенчатых или ступенчатых нагружениях, что увеличивает объем информации о свойствах материалов.