УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ НА УСТАЛОСТЬ
FATIGUE TESTING PLANT

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытания материалов на длительную прочность при действии циклических нагрузок.
Известна установка для испытаний образцов на усталость содержащая основание, установленный на нем привод вращения, толкатель (см. патент РФ №2068993, 1994 г.).
Недостаток установки состоит в сложности конструкции, а также в отсутствии возможности испытывать образцы материалов, снабженных для исследований усталостных свойств искусственной трещиной или сварным швом, вследствие высоких динамических нагрузок на образцы в процессе испытаний.
Наиболее близким по технической сути является установка, содержащая привод вращения образца, связанный с ним захват для консольного крепления образца, установленную на свободном конце образца обойму с подшипниками и размещенный параллельно оси захвата удлинитель, один конец которого связан с обоймой, а на другом конце подвешен груз (см. а.с. СССР №1029038, 1981 г.).
Недостатком установки является невозможность получать информацию о текущем состоянии образцов материалов в момент испытания из-за отсутствия регистрирующих устройств.
Техническая задача разработка конструкции установки для испытаний образцов с искусственной трещиной либо со сварным швом на усталостную прочность.
Технический результат - повышение эффективности работы установки при ее использовании.
Он достигается тем, что известная установка, содержащая привод вращения образца, связанный с ним захват для консольного крепления образца, установленную на свободном конце обойму с радиальными подшипниками, дополнительно содержит тарированную пружину, один конец которой связан с обоймой, а на другом конце подвешен груз, к тарированной пружине жестко прикреплен датчик положения груза, а на захвате установлен и жестко фиксирован счетчик оборотов.
Груз, подвешенный на тарированной пружине, совершает свободные вертикальные колебания, в результате чего создается пульсирующая нагрузка и возникают напряжения изгиба.
Датчик и счетчик дают точное значение циклов до момента начала разрушения образца. Это позволяет установке работать автономно без присутствия человека.
Предлагаемая установка изображена на чертеже (фиг. 1 - общий вид).
Установка имеет основание 1, установленный на нем привод вращения 2, на котором жестко закреплен захват 3, для консольного крепления образца 4, на свободном конце образца 4 установлена обойма 5 с радиальными подшипниками, с металлическим креплением 6 и перпендикулярно оси захвата имеется дополнительная тарированная пружина 7, один конец которой связан с креплением 6, а на другом конце подвешен груз 8, на тарированной пружине жестко закреплен датчик положения груза 9, а на захвате установлен и жестко фиксирован счетчик оборотов 10.
Устройство работает следующим образом. При включении привода вращения 2 (электродвигателя), который жестко закреплен на основании 1, происходит передача крутящего момента на образец 4, через захват 3. Подвешенный на тарированной пружине 7, груз 8 совершает свободные вертикальные колебания. В результате создается пульсирующая нагрузка на образец 4 и возникают напряжения изгиба. При достижении предельных нагрузок образец начинает деформироваться. Происходит резкое смещение груза на большую величину свободных колебаний. Регистрирующее устройство, расположенное отдельно от основного устройства, фиксирует положение груза 8 и счетчика оборотов 10 привода вращения 2 и передает показания на компьютер.
Полученные данные позволяют судить о состоянии образца при циклических нагрузках.
Для изменения величины нагрузки используются сменные грузы разной массы. Образцы, имеющие искусственные трещины или сварные швы, проходят усталостные испытания до полного разрушения образца или шва. При этом фиксируется время прохождения испытаний, а также количество циклов во время проведения экспериментов.
Предлагаемая установка обеспечивает проведение усталостных испытаний экспериментальных образцов и позволяет испытывать сварные швы и трещины, расположенные поперек образца. Это дает возможность один и тот же образец со сварным швом или трещиной испытывать на циклический изгиб, циклический изгиб с вращением при симметричном цикле изменения напряжений без фактической его поломки.