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

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 с изменением асимметрии циклов в ходе испытаний при переходе к двухцикловым и трехцикловым симметричным циклам.
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 с изменением асимметрии циклов в ходе испытаний при переходе к двухцикловым и трехцикловым симметричным циклам.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем обеспечения исследований с изменением асимметрии циклов в ходе испытаний при переходе к двухцикловым и трехцикловым симметричным циклам.
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, рычага, груза, установленного на одном торце рычага, шарнира, установленного на втором торце рычага для соединения со штангой, и фиксатора поворота рычага относительно штанги, согласно изобретению, она имеет второе зубчатое колесо, установленное на втором торце штанги, фиксатор поворота второго колеса на штанге и зубчатый сектор, закрепленный на станине и входящий в зацепление со вторым колесом, при этом шарнир установлен эксцентрично на втором колесе, а зубчатый сектор выполнен съемным.
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, рычага 8, груза 9, установленного на одном торце рычага, шарнира 10, установленного на втором торце рычага 8 для соединения со штангой 7, и фиксатора 11 поворота рычага 8 относительно штанги 7.
Установка имеет второе зубчатое колесо 12, установленное на втором торце штанги 7, фиксатор 13 поворота второго колеса на штанге и зубчатый сектор 14, закрепленный на станине 1 и входящий в зацепление со вторым колесом 12. Шарнир 10 установлен эксцентрично на втором колесе 12. Зубчатый сектор 14 выполнен съемным.
При испытании жестких образцов материалов между захватом 2 и штангой 6 устанавливают пружину 15. Штанга 7 выводится из положения равновесия лебедкой 16, а рычаг 8 - лебедкой 17.
Установка работает следующим образом.
Для испытаний образца 4 при двухцикловом нагружении при выключенных фиксаторах 11, 13 выводят штангу 7 из положения равновесия лебедкой 16. Под действием груза 9 штанга 7 совершает колебательные движения, колесо 12 в результате взаимодействия с сектором 14 совершает возвратно-вращательные движения, рычаг 8 с грузом 9 циклически перемещаются в вертикальной плоскости и вместе с колесом 12. При подъеме груза и рычага происходит замедление поворота колеса 12, при опускании груза и рычага скорость поворота колеса 12 увеличивается и соответствующим образом изменяется скорость поворота штанги 7, колеса 5, осевых перемещений рейки 6, степени деформации пружины 15 и нагрузка на образце 4. Этими движениями груза в вертикальном направлении создается второй цикл нагружения, который накладывается на первый цикл нагружения, создаваемый угловыми поворотами штанги 7. Для испытаний при трехцикловом нагружении одновременно с выведением из положения равновесия штанги 7 выводят из положения равновесия рычаг 8 с помощью лебедки 17. При свободных колебаниях системы в дополнение к описанным двухцикловым нагрузкам создается третий цикл за счет колебаний груза 7 с рычагом 8 на шарнире 10. Для испытаний при одноцикловом нагружении удаляют съемный сектор 14 и включают фиксаторы 13 и 10. Если штанга 7 и рычаг 8 в исходном положении соосны друг другу, то испытания проходят при симметричных циклах одноциклового наружения. Для испытаний при асимметричных циклах кратковременно выключают фиксатор 10 в одной из верхних мертвых точек. В этот момент рычаг 8 с грузом 9 продолжает поворот по инерции относительно штанги 7, угол между штангой и рычагом изменяется, а новое положение рычага и штанги фиксируют фиксатором 11. Колебания системы штанга - рычаг - груз становятся несимметричными, что создает асимметричные циклы нагружения. Превышение растягивающей или сжимающей нагрузки задается выбором переключения фиксатора 11 при повороте системы в том или ином направлении.
Установка для одноцикловых нагружений образца с изменением асимметрии циклов в ходе испытаний обеспечивает проведение исследований в новых условиях - при переходе к двухцикловым и трехцикловым симметричным циклам. Это повышает информативность исследований.