УСТАНОВКА ДЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ
INSTALLATION FOR PHYSICAL-MECHANICAL ANALYSIS OF SAMPLES OF MATERIAL

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для физико-механических исследований образцов материалов (патент РФ №1585723, кл. G01N 3/32, 1990), содержащая станину, установленные на ней захваты образца и механизм нагружения, выполненный в виде штанги и груза, закрепленного на другом конце штанги.
Недостаток установки состоит в отсутствии возможности исследований не только при затухающих, но и при возрастающих и постоянных амплитудах одноцикловых и двухцикловых нагрузок.
Известна установка для физико-механических исследований образцов материалов (патент РФ №1672279, кл. G01N 3/32, 1990), содержащая станину, установленные на ней захваты образца и механизм нагружения, выполненный в виде зубчатого колеса, взаимодействующей с ним зубчатой рейки, установленной с возможностью осевого перемещения и связанной с одним из захватов, штанги, торцом соединенной с зубчатым колесом, и груза, закрепленного на другом конце штанги,
Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности исследований не только при затухающих, но и при возрастающих и постоянных амплитудах одноцикловых и двухцикловых нагрузок.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем обеспечения исследований не только при затухающих, но и при возрастающих постоянных амплитудах одноцикловых и двухцикловых нагрузок.
Технический результат достигается тем, что установка для физико-механических исследований образцов материалов, содержащая станину, установленные на ней захваты образца и механизм нагружения, выполненный в виде зубчатого колеса, взаимодействующей с ним зубчатой рейки, установленной с возможностью осевого перемещения и связанной с одним из захватов, штанги, торцом соединенной с зубчатым колесом, и груза, закрепленного на другом конце штанги, согласно изобретению, она имеет дополнительный груз, подвижно установленный на штанге, фиксатор дополнительного груза на штанге, упругий элемент, соединяющий дополнительный груз со штангой, и электромагнит, закрепленный на штанге с возможностью взаимодействия с дополнительным грузом.
На чертеже представлена схема установки.
Установка для физико-механических исследований образцов материалов содержит станину 1, установленные на ней захваты 2, 3 образца 4 и механизм нагружения, выполненный в виде зубчатого колеса 5, взаимодействующей с ним зубчатой рейки 6, установленной с возможностью осевого перемещения и связанной с одним из захватов 2, штанги 7, торцом соединенной с зубчатым колесом 5, и груза 8, закрепленного на другом конце штанги 7.
Установка имеет дополнительный груз 9, подвижно установленный на штанге 7, фиксатор 10 дополнительного груза на штанге, упругий элемент 11, соединяющий дополнительный груз 9 со штангой 7, и электромагнит 12, закрепленный на штанге с возможностью взаимодействия с дополнительным грузом 9.
Захват 3 соединен со станиной 1 упругим элементом 13. Штанга 7 выводится из положения равновесия лебедкой 14 с тягой 15 и фиксатором 16.
Установка работает следующим образом.
Лебедкой 14 через тягу 15 и фиксатор 16 выводят штангу 7 из положения равновесия и выключают фиксатор 16. Штанга 7 совершает возвратно-вращательные колебания и перемещает возвратно-поступательно зубчатую рейку 6, в результате чего образец 4 нагружается циклическими осевыми нагрузками. При включенном фиксаторе 10 положение дополнительного груза 9 фиксируется на штанге 7, и нагрузка на образце изменяется по затухающему циклу в одноцикловом режиме. Для ступенчатого изменения параметров циклов выключают фиксатор 10, включают электромагнит 12 и притягивают дополнительный груз к электромагниту, в результате чего ступенчато изменяется положение центра тяжести штанги с грузами и, соответственно, параметры циклов. Для испытаний при двухцикловом нагружении выключают электромагнит 12, и дополнительный груз 9 в процессе поворотов штанги 7 перемещается вдоль штаги под действием упругого элемента 11 и создает дополнительный затухающий цикл нагружения. Для испытаний с возрастающей амплитудой нагрузки штангу выводят из положения равновесия, как описано выше. Когда штанга при колебаниях оказывается в верхней мертвой точке, включают электромагнит 12 и перемещают груз 9 до соединения с электромагнитом 12. При приближении штанги к нижней мертвой точке выключают электромагнит 12, упругий элемент 11 смещает дополнительный груз 9 на меньший радиус вращения, и новое положение груза 9 задерживается фиксатором 10 до приближения штанги к другой верхней мертвой точке. При обратном повороте штанги 7 операции с переключениями электромагнита 12 и фиксатора повторяются, и так далее. При каждом движении штанги вниз она получает дополнительный крутящий импульс за счет смещения центра тяжести на больший радиус вращения, чем при движениях штанги вниз, в результате чего амплитуда колебаний штанги и пиковые нагрузки на образце возрастают. Подбором моментов переключений фиксатора 10 и электромагнита 12 получают нагружения при постоянной амплитуде в пиках циклов нагрузки, а при постоянно включенном фиксаторе 10 получают возврат к затухающим колебаниям нагрузки.
Установка обеспечивает испытания не только при затухающих, но и при возрастающих и постоянных амплитудах одноцикловых и двухцикловых нагрузок. Это увеличивает объем информации при физико-механических испытаниях образцов материалов.