УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ
PLANT FOR STRENGTH TEST OF MATERIALS

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для испытания материалов на прочность (патент РФ №1422089, кл. G01N 3/08, 1988), содержащая основание, размещенные на нем рычаг, активный захват образца, шарнирно установленный на рычаге, пассивный захват образца, закрепленный на основании.
Недостаток установки состоит в отсутствие возможности испытаний при действии не только осевой, но и изгибающей нагрузок.
Известна установка для испытания материалов на прочность (патент РФ №1516866, кл. G01N 3/34, 1990), содержащая основание, размещенные на нем рычаг, два ролика, установленных на концах рычага и кинематически связанных между собой, привод вращения, соединенный с одним из роликов, рейку с грузом, закрепленную на втором ролике, активный захват образца, установленный на рычаге, пассивный захват образца, закрепленный на основании.
Недостаток установки состоит также в отсутствие возможности испытаний при осевой и изгибающей нагрузках.
Известна установка для испытания материалов на прочность (патент РФ №2051366, кл. G01N 3/34, 1993), принимаемая за прототип. Установка содержит основание, размещенные на нем рычаг, два ролика, установленных на концах рычага и кинематически связанных между собой, привод вращения, соединенный с одним из роликов, рейку с грузом, закрепленную на втором ролике, колесо, плоскость вращения которого параллельна плоскости вращения рычага, приспособление для поворота колеса, активный захват образца, шарнирно установленный на рычаге, пассивный захват образца, закрепленный на внутренней поверхности колеса. Установка испытывает образцы материалов при действии осевой, изгибающей нагрузок и совместно обеими видами нагрузок при изменении соотношения между ними.
Недостаток установки состоит в том, что она не позволяет циклически изменять соотношения между осевой и изгибающей нагрузками в процессе нагружения. Это соотношение можно изменять только между сериями нагружений. Когда требуемое соотношение задано, включают установку и производят цилические нагружения с изменением нагрузок только по величине. Соотношение между величинами нагрузок остается неизменным до следующей регулировки условий испытаний. Циклические изменения соотношения нагрузок в процессе нагружения неосуществимы. Это существенно ограничивает объем информации при испытаниях, поскольку именно изменения соотношений между осевыми и изгибающими нагрузками в циклических испытаниях ускоряют процессы зарождения очагов разрушения, их развитие и слияние в материале образца.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем испытаний при циклических изменениях как величины, так и соотношения осевой и изгибающей нагрузок.
Технический результат достигается тем, что в установке для испытания материалов на прочность, содержащей основание, размещенные на нем рычаг, два ролика, установленных на концах рычага и кинематически связанных между собой, привод вращения, соединенный с одним из роликов, рейку с грузом, закрепленную на втором ролике, колесо, плоскость вращения которого параллельна плоскости вращения рычага, приспособление для поворота колеса, активный захват образца, шарнирно установленный на рычаге, пассивный захват образца, закрепленный на внутренней поверхности колеса, согласно изобретению на основании установлено дополнительное колесо, на котором размещены дополнительный рычаг с двумя дополнительными кинематически связанными роликами на концах, привод вращения одного из дополнительных роликов, рейка с грузом, закрепленная на втором дополнительном ролике, при этом дополнительное колесо сцеплено с колесом с возможностью разъединения.
Дополнительное колесо с размещенными на нем дополнительным рычагом с роликами, приводом, рейкой и грузом, создает циклические повороты основного колеса и циклические повороты образца, что обеспечивает циклические изменения соотношений осевой и изгибающей нагрузок. Этим достигается технический результат изобретения.
На чертеже представлена схема установки.
Установка для испытания материалов на прочность содержит основание 1, размещенные на нем рычаг 2, два ролика 3, 4, установленных на концах рычага 2 и кинематически связанных между собой, привод вращения 5, соединенный с одним из роликов 3, рейку 6 с грузом 7, закрепленную на втором ролике 4, колесо 8, плоскость вращения которого параллельна плоскости вращения рычага 2, приспособление 9, например, в виде ролика для поворота колеса 8, активный захват 10 образца 11, шарнирно установленный на рычаге 2, пассивный захват 12 образца 11, закрепленный на внутренней поверхности колеса 8.
На основании 1 установлено дополнительное колесо 13, на котором размещены дополнительный рычаг 14 с двумя дополнительными кинематически связанными между собой роликами 15, 16 на концах, привод вращения 17 одного из дополнительных роликов 15, рейка 18 с грузом 19, закрепленная на втором дополнительном ролике 16, при этом дополнительное колесо 13 сцеплено с колесом 8 с возможностью разъединения.
Разъединение дополнительного колеса 13 с колесом 8 производится рычагом 20, который связан с осью вращения колеса 13 (не показана). Колеса 8, 13 могут быть выполнены зубчатыми, что повышает качество кинематической связи между ними.
Установка работает следующим образом.
Включают привод 5 и через ролики 3 и 4 вращают рейку 6, отчего груз 7 создает циклические сжимающие нагрузки на образце 11. Для изменения соотношения между осевыми и изгибающими нагрузками выключают приводы 5, 17, рычагом 20 выводят колеса 8, 13 из зацепления и вращением приспособления 9 поворачивают колесо 8 и образец 11 в новое положение. При горизонтальном (по чертежу) положении образец нагружается чистым изгибом, при вертикальном положении, показанном на фиг.1, - сжатием, при повороте на 180° относительно положения, изображенного на фиг.1, - растяжением, в промежуточных положениях - осевой и изгибающей нагрузками с соотношением, зависящим от ориентировки образца. Для создания условий испытаний, при которых меняется соотношение между нагрузками в процессе нагружений, включают привод 17 и с помощью роликов 15, 16, рейки 18 и груза 19 создают возвратно-вращательные движения колеса 13. Эти движения передаются на колесо 8 и создают циклические перемещения захвата 12 и соответствующие циклические изменения ориентировки образца.
Установка обеспечивает испытания при новых условиях - при циклических изменениях соотношения между осевыми и изгибающими нагрузками.