УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ НА ЦИКЛИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ
TEST SETUP FOR SPECIMENS OF MATERIALS FOR CYCLIC LOADS

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для механических испытаний образцов при циклическом нагружении (патент РФ №1504564, кл. G01N 3/32, 1990), содержащая основание, установленные на нем захваты образца, упругий элемент, связанный с одним из захватов, толкатель, соединенный с упругим элементом, ползун, связанный с толкателем, и привод возвратно-поступательного перемещения ползуна.
Недостаток установки состоит в отсутствии возможности испытаний при ступенчатом изменении пределов колебания нагрузки в циклах в ходе испытаний в любой точке цикла как с повышением, так и со снижением уровня нагрузки, при длительно действующих постоянных нагрузках со ступенчатым изменением их уровня в заданный момент, а также при многоцикловых ступенчатых нагружениях образца с плавным изменением и без плавного изменения общего уровня нагрузки.
Известна установка для механических испытаний образцов при циклическом нагружении (патент РФ №1590956, кл. G01N 3/34, 1990), содержащая основание, установленные на нем захваты образца, упругий элемент, связанный с одним из захватов, толкатель, соединенный с упругим элементом, ползун, связанный с толкателем, и привод возвратно-поступательного перемещения ползуна.
Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности испытаний при ступенчатом изменении пределов колебания нагрузки в циклах в ходе испытаний в любой точке цикла как с повышением, так и со снижением уровня нагрузки, при длительно действующих постоянных нагрузках со ступенчатым изменением их уровня в заданный момент, а также при многоцикловых ступенчатых нагружениях образца с плавным изменением и без плавного изменения общего уровня нагрузки.
Известна установка для механических испытаний образцов при циклическом нагружении (патент РФ №2047147, кл. G01N 3/34, 1993), принимаемая за прототип, установленные на нем захваты образца, упругий элемент, связанный с одним из захватов, толкатель, соединенный с упругим элементом, ползун, связанный с толкателем, и привод возвратно-поступательного перемещения ползуна.
Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности испытаний при ступенчатом изменении пределов колебания нагрузки в циклах в ходе испытаний в любой точке цикла как с повышением, так и со снижением уровня нагрузки, при длительно действующих постоянных нагрузках со ступенчатым изменением их уровня в заданный момент, а также при многоцикловых ступенчатых нагружениях образца с плавным изменением и без плавного изменения общего уровня нагрузки. Это ограничивает информативность циклических испытаний образцов материалов.
Техническим результатом изобретения является повышение информативности исследований путем обеспечения исследований при ступенчатом изменении пределов колебания нагрузки в циклах в ходе испытаний в любой точке цикла как с повышением, так и со снижением уровня нагрузки, при длительно действующих постоянных нагрузках со ступенчатым изменением их уровня в заданный момент, а также при многоцикловых ступенчатых нагружениях образца с плавным изменением и без плавного изменения общего уровня нагрузки.
Технический результат достигается тем, что установка для испытания материалов на циклические нагрузки, содержащая основание, установленные на нем захваты образца, упругий элемент, связанный с одним из захватов, толкатель, соединенный с упругим элементом, ползун, связанный с толкателем, и привод возвратно-поступательного перемещения ползуна, согласно изобретению, она имеет две направляющих, закрепленных на ползуне параллельно друг другу и направлению движения толкателя с разных сторон от него, многозвенный шарнир из ряда последовательно расположенных звеньев, размещенный между направляющими так, что одно крайнее звено шарнирно соединено с ползуном, второе крайнее звено шарнирно соединено с толкателем, и электромагниты, установленные на шарнирах промежуточных звеньев с возможностью избирательного взаимодействия с направляющими.
На фиг.1 представлена схема установки.
Установка для испытания материалов на циклические нагрузки содержит основание 1, установленные на нем захваты 2, 3 образца 4, упругий элемент 5, связанный с одним из захватов 2, толкатель 6, соединенный с упругим элементом 5, ползун 7, связанный с толкателем, и привод 8 возвратно-поступательного перемещения ползуна.
Установка имеет две направляющих 9, 10, закрепленных на ползуне 7 параллельно друг другу и направлению движения толкателя 6 с разных сторон от него, многозвенный шарнир из ряда последовательно расположенных звеньев 11, 12, 13, размещенный между направляющими так, что одно крайнее звено 11 шарнирно соединено с ползуном 7, второе крайнее звено 12 шарнирно соединено с толкателем 6, и электромагниты 14, 15, установленные на шарнирах промежуточных звеньев 13 с возможностью избирательного взаимодействия с направляющими 9, 10.
Привод 8 ползуна 7 выполнен эксцентриковым.
Установка работает следующим образом.
Включают привод 8 и создают возвратно-поступательные перемещения ползуна 7 с направляющими 9, 10 и толкателем 6. Через упругий элемент 5 и захват 2 образец 4 подвергается циклическим нагрузкам с заданными параметрами циклов. Для ступенчатого изменения пределов колебания нагрузки в циклах в заданный момент времени переключают электромагниты 14, 15 на промежуточных звеньях 12 многозвенного шарнира. Любое переключение электромагнитов приводит к перемещению соответствующего шарнира с одной направляющей, например, 10, на другую направляющую, соответственно 9. Это ступенчато изменяет расстояние между ползуном 7 и толкателем 6 и степень деформации упругого элемента 5. Для испытаний при многоцикловых ступенчатых нагружениях образца одновременно с плавным изменением нагрузки электромагниты 14, 15 переключают систематически. Для испытаний только при многоцикловых ступенчатых нагружениях образца привод 8 не используют. Для испытаний при длительно действующих нагрузках с возможностью ступенчатого изменения уровня длительной нагрузки привод 8 не используют, а переключения электромагнитов 14, 15 производят в момент изменения уровня нагрузки.
Установка для испытания материалов на циклические нагрузки обеспечивает проведение исследований в новых условиях - при ступенчатом изменении пределов колебания нагрузки в циклах в ходе испытаний в любой точке цикла как с повышением, так и со снижением уровня нагрузки, при длительно действующих постоянных нагрузках со ступенчатым изменением их уровня в заданный момент, а также при многоцикловых ступенчатых нагружениях образца с плавным изменением и без плавного изменения общего уровня нагрузки. Это повышает информативность исследований.