УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ИЗГИБ С КРУЧЕНИЕМ СТЕРЖНЕВЫХ ОБРАЗЦОВ
BENDING TEST INSTALLATION WITH TWISTING OF ROD SPECIMENS

Изобретение относится к испытательной технике и используется при исследовании напряженно-деформированного состояния стержневых образцов, изготовленных из конструкционных сталей и фиксируемых в поперечном направлении между двумя параллельными пластинами, в случае упруго-пластической работы материала.
Известна установка (RU 2349894, G01N 3/20 2006.01), конструктивная схема которой предполагает испытание плоских образцов на изгиб с измерением напряжений релаксации при течении материала. Недостатком указанной установки является возможность задания только относительно небольших перемещений в ходе эксперимента.
Известна также установка (RU 2262682 C1, G01N 3/20), для испытаний образцов на малоцикловую усталость, где усталостное разрушение образца происходит при упруго-пластическом деформировании. Недостатками установки являются относительно высокая сложность конструкции и ограничение на величины пластических деформаций в образцах.
Задача изобретения - разработка экспериментальной установки для получения данных о предельных нагрузках и характере деформирования подвергаемых изгибу и кручению стержневых элементов в условиях их физически нелинейной работы.
Технический результат - повышение точности испытаний стержней, работающих на изгиб с кручением, возможность получения достоверных зависимостей теории предельного равновесия стержней.
Поставленная задача решена тем, что для испытаний на изгиб с кручением стержневых образцов разработана установка, содержащая станину, подвижные опорные траверсы, приспособления для крепежа образцов и средство нагружения, отличающаяся тем, что образцы фиксируются в поперечном направлении между двумя параллельными пластинами, при этом узлы сопряжения приспособлений для крепежа образцов и подвижных опорных траверс работают как пространственные шарниры.
Установка служит для определения предельных нагрузок, уточнения характера деформаций элементов стержневых несущих систем, в частности подвергаемых запроектным воздействиям строительных конструкций, в условиях возникновения изгиба с кручением при физически нелинейной работе материала, в том числе в случае образования пространственного пластического шарнира, и больших перемещениях.
Изготовление установки в лаборатории и проведение экспериментов подтверждает ее работоспособность возможностью испытания образцов при больших деформациях и перемещениях, получением экспериментальных данных, соответствующих основным положениям теории предельного равновесия стержней. Анализ работы конструктивных элементов строительных несущих систем в условиях запроектных воздействий [1,2] подтверждает необходимость экспериментальных исследований такого типа.
Конструкция поясняется схемами. На фиг.1 изображен общий вид установки в плане; на фиг.2 - боковой вид установки; на фиг.3 - подвижная опорная траверса; на фиг.4 - боковой вид приспособления для крепежа образцов; на фиг.5 - вид в плане приспособления для крепежа образцов.
На станине 1 (фиг.1) размещены две подвижные опорные траверсы 2, на каждой из которых установлены приспособления для крепежа образцов 3. Испытуемый образец 4 зафиксирован приспособлениями для крепежа образцов (фиг.2) и в ходе испытаний нагружается действующей в пределах грузовой площадки вертикальной силой Q, которая получается в процессе кинематического воздействия на образец траверсой пресса 5. Подвижная опорная траверса 2 имеет следующую конструкцию (фиг.3): на корпусе 6 расположены кольцевой фиксатор 7, регулирующий высоту подвижной опорной траверсы 2, опорный зажим 8, обеспечивающий фиксацию приспособления для крепежа образцов, и фиксатор 9 положений траверсы на станине. Приспособление для крепежа образцов 3 (фиг.4, 5) состоит из опорной пластины 10, прижимной пластины 11, упора 12, соединенного с опорной пластиной уголками 13. Прижимная пластина 11 и упор 12 соединены болтами 14 и ограничивают пространство, в котором закрепляется испытуемый образец.
Установка работает следующим образом: испытуемый образец 4 фиксируется с помощью приспособлений для крепежа образцов 3. Для этого он размещается на опорных пластинах 10 и закрепляется на опорных участках с каждой стороны болтами 14 между упором 12 и прижимной пластиной 12. Надежность соединения упора и опорной пластины достигается при помощи уголков 13. После фиксации образца собранный узел устанавливается на корпусы 6 траверс 2, фиксируется при помощи кольцевых фиксаторов 7 и опорных зажимов 8. Длина пролета испытуемого образца может регулироваться положением траверс 2 на станине 1. Неподвижность траверс достигается при помощи фиксатора 9. Вертикальная сила Q, создаваемая штоком пресса, передается через траверсу пресса 5 непосредственно на образец. Испытания прекращаются при существенном изменении формы образцов или образовании пространственных пластических шарниров в опасных сечениях.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гениев Г.А. Экспериментально-теоретическое исследование неразрезных балок при аварийном выключении из работы отдельных элементов [текст]. / Г.А.Гениев, Н.В.Клюева // Известия ВУЗов. Строительство. - №10, 2000. - С.21-26.
2. Колчунов В.И. Экспериментальные исследования рамно-стержневых конструктивных систем при внезапном выключении связей [текст]. / В.И.Колчунов, С.С.Перелыгин // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. - №2, 2006. - С.115-121.