УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ
PLANT FOR FATIGUE TESTING OF SAMPLES UNDER COMPLEX STRESSED CONDITION

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии (Испытательная техника. Справочник, кн.2. Под ред. В.В.Клюева. М.: Машиностроение, 1982, с.23-24, рис.13), содержащая два двигателя, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца.
Недостаток установки состоит в отсутствии возможности проведения исследований на усталость под действием осевой и изгибающей нагрузок при дополнительном действии циклической крутящей нагрузки с возможностью изменения формы циклов и уровней нагрузок в ходе испытаний.
Известна установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии (патент РФ №1640600, кл. G01N 3/34, 1991), содержащая два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, связанную со вторым рычагом, и якорь, установленный с возможностью взаимодействия со вторым захватом.
Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности проведения исследований на усталость под действием осевой и изгибающей нагрузок при дополнительном действии циклической крутящей нагрузки с возможностью изменения формы циклов и уровней нагрузок в ходе испытаний.
Известна установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии (патент РФ №1224665, кл. G01N 3/34, 1986), принимаемая за прототип. Установка содержит два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, связанную со вторым рычагом, и якорь, установленный с возможностью взаимодействия со вторым захватом.
Недостаток установки также состоит в отсутствии возможности проведения исследований на усталость под действием осевой и изгибающей нагрузок при дополнительном действии циклической крутящей нагрузки с возможностью изменения формы циклов и уровней нагрузок в ходе испытаний. Это ограничивает информативность испытаний образцов на усталость при сложном напряженном состоянии.
Техническим результатом изобретения является увеличение информативности исследований на усталость под действием осевой и изгибающей нагрузок при дополнительном действии циклической крутящей нагрузки с возможностью изменения формы циклов и уровней нагрузок в ходе испытаний.
Технический результат достигается тем, что установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии, содержащая два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один из которых установлен на конце первого рычага, электромагнитную катушку, связанную со вторым рычагом, и якорь, установленный с возможностью взаимодействия со вторым захватом, согласно изобретению она имеет корпус из диэлектрического материала с отверстием, шарнирно соединенный с концом второго рычага, толкатель из диэлектрического материала, расположенный в отверстии корпуса с возможностью перемещения вдоль оси отверстия и поворота относительно оси, и дополнительные электромагнитные катушки, при этом электромагнитные катушки расположены по винтовой линии на внутренней поверхности корпуса, якорь установлен на толкателе эксцентрично относительно оси поворота с возможностью последовательного взаимодействия с катушками, а второй захват закреплен на торце толкателя.
Технический результат достигается также тем, что электромагнитные катушки выполнены с возможностью индивидуального регулирования силы взаимодействия с якорем.
На фиг.1 представлена схема установки.
Установка для испытания образцов на усталость при сложном напряженном состоянии содержит два двигателя 1, 2 разной мощности с параллельными валами 3, 4 и встречно направленными крутящими моментами, два рычага 5, 6, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты 7, 8 для образца 9, один из которых 7 установлен на конце первого рычага 5, электромагнитную катушку 10, связанную со вторым рычагом 6, и якорь 11, установленный с возможностью взаимодействия со вторым захватом 8.
Установка имеет корпус 12 из диэлектрического материала с отверстием 13, шарнирно соединенный с концом второго рычага 6, толкатель 14 из диэлектрического материала, расположенный в отверстии 13 корпуса с возможностью перемещения вдоль оси отверстия и поворота относительно оси, и дополнительные электромагнитные катушки 15. Электромагнитные катушки 10, 15 расположены по винтовой линии на внутренней поверхности корпуса 12. Якорь 11 установлен на толкателе 14 эксцентрично относительно оси поворота с возможностью последовательного взаимодействия с катушками 10, 15. Второй захват 8 закреплен на торце толкателя 14.
Электромагнитные катушки 10, 15 выполнены с возможностью индивидуального регулирования силы взаимодействия с якорем 11.
Установка имеет приспособления 16 для изменения расстояния между валами 3, 4. Установка работает следующим образом.
Включают двигатели 1, 2, имеющие встречно направленные крутящие моменты. Более мощный двигатель, например 1, приводит во вращение рычаги 5 и 6, а менее мощный двигатель 2 создает сопротивление вращению рычагов, вызывающее постоянную составляющую изгибающей нагрузки на образец 3. Вследствие несоосности валов 3, 4 при их вращении происходит взаимное смещение толкателя 14 с захватом 8 и корпуса 12, в результате чего создается циклическая составляющая изгибающей нагрузки. При включении электромагнитных катушек 10, 15 якорь 11 в процессе перемещения толкателя 14 последовательно вступает во взаимодействие с катушками и создает циклически изменяющиеся крутящий момент и осевую нагрузку на образце. Форма циклов и уровни нагрузок регулируются в ходе испытаний индивидуальным изменением силы взаимодействия катушек 10, 15 с якорем 11.
Установка обеспечивает проведение испытаний на усталость при действии осевой и изгибающей нагрузок в новых условиях - при дополнительном действии циклической крутящей нагрузки с возможностью изменения формы циклов и уровней нагрузок в ходе испытаний. Это повышает информативность испытаний образцов на усталость при сложном напряженном состоянии.