УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ МНОГОКРАТНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ ЗАТУХАЮЩИХ КОЛЕБАНИЙ
DEVICE FOR TESTING SAMPLES OF MATERIALS AT REPEATED EXCITATION OF DAMPED OSCILLATIONS

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.
Известна установка для испытания образцов материалов (авторское свидетельство SU, №1226137, опубл. 23.04.1986 г.), выполненное как устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний. Устройство содержит основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, траверсу для закрепления активного захвата, траверсу для закрепления пассивного захвата, фиксаторы траверс на основании и упругий элемент, связанный с активным захватом.
Недостаток устройства состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при осевом нагружении. Возможны только крутящие колебания.
Известно устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний (авторское свидетельство SU, №1176195, опубл. 30.08.1985 г.), содержащее основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, упругий элемент, соединенный с активным захватом, груз, соединенный с упругим элементом.
Недостаток устройства состоит в том, что оно не позволяет проводить испытания при предварительной разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний.
Известно устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний (патент RU, №2499245, опубл. 20.11.2013 г.), содержащее основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, траверсу для закрепления активного захвата, траверсу для закрепления пассивного захвата, фиксаторы траверс на основании, упругий элемент, соединенный с траверсой для закрепления активного захвата, груз, соединенный с упругим элементом.
Недостаток устройства состоит в том, что оно не обеспечивает испытания при предварительном нагружении и разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний.
Известно устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний (авторское свидетельство SU, №1435978, опубл. 07.11.1988 г.), содержащее основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, траверсу для закрепления активного захвата, траверсу для закрепления пассивного захвата, фиксаторы траверс на основании, упругий элемент, соединенный с траверсой для закрепления активного захвата, груз, соединенный с упругим элементом, шарнирный двухзвенник, одно звено которого выполнено с возможностью взаимодействия с грузом, и два толкателя для поворота звеньев.
Недостаток устройства состоит в том, что оно не обеспечивает испытания при предварительном нагружении и разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний.
Известно устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний (патент RU, №2417362, опубл. 27.04.2011 г.), принятое за прототип, содержащее основание, установленные на нем активный и пассивный захваты для образца, траверсу для закрепления активного захвата, траверсу для закрепления пассивного захвата, фиксаторы траверс на основании, упругий элемент, соединенный с траверсой для закрепления активного захвата, груз, соединенный с упругим элементом, шарнирный двухзвенник, одно звено которого выполнено с возможностью взаимодействия с грузом, и два толкателя для поворота звеньев двухзвенника.
Недостаток устройства состоит в том, что оно не обеспечивает проведение исследований, как при многократном возбуждении затухающих колебаний, так и при предварительном нагружении и разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний. Это ограничивает объем информации, получаемой при исследованиях.
Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем обеспечения испытаний, как при многократном возбуждении затухающих колебаний, так и при предварительном нагружении и разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний.
Технический результат достигается тем, что устройство дополнительно снабжено толкателем, соединенным с траверсой для закрепления пассивного захвата, а толкатели для поворота звеньев двухзвенника установлены оппозитно.
На фиг. 1 представлена схема устройства, где
1 - основание;
2 - активный захват;
4 - образец;
3 - пассивный захват;
5 - траверса для закрепления активного захвата;
6 - траверса для закрепления пассивного захвата;
7 - фиксатор;
8 - фиксатор;
9 - упругий элемент;
10 - груз;
11 - звено двухзвенника;
12 - звено двухзвенника;
13 - толкатель;
14 - толкатель;
15 - дополнительный толкатель;
16 - траверса;
17 - фиксатор;
18 - траверса;
19 - фиксатор.
Устройство для испытания образцов материалов при многократном возбуждении затухающих колебаний содержит основание 1, установленные на нем активный 2 и пассивный 3 захваты для образца 4, траверсу 5 для закрепления активного захвата 2, траверсу 6 для закрепления пассивного захвата 3, фиксаторы 7, 8 траверс на основании 1, упругий элемент 9, соединенный с траверсой 5 для закрепления активного захвата, груз 10, соединенный с упругим элементом 9, шарнирный двухзвенник 11, 12, одно звено 11 которого выполнено с возможностью взаимодействия с грузом 10, и два толкателя 13, 14 для поворота звеньев 11, 12 двухзвенника.
Устройство снабжено дополнительным толкателем 15, соединенным с траверсой 6 для закрепления пассивного захвата 3. Толкатели 13, 14 для поворота звеньев 11, 12 двухзвенника установлены оппозитно.
Звено 11 двухзвенника взаимодействует с грузом 10 через траверсу 16 с фиксатором 17. Звено 12 двухзвенника соединено с основанием 1 посредством траверсы 18 с фиксатором 19. Толкатели 13, 14, 15 могут быть выполнены в виде гидроцилиндров, соединенных с насосной станцией (не показана).
Устройство работает следующим образом.
Для испытаний в режиме многократного возбуждения затухающих колебаний нагрузки толкатель 14 приводят в положение, при котором он не взаимодействует с двухзвенником 11, 12, включают фиксаторы 7, 19 и толкателем 13 поворачивают звенья 11, 12. Траверса 16 перемещается, через груз 10 деформирует упругий элемент 9 и нагружает образец 4 до уровня начальной нагрузки. Дальнейший поворот двухзвенника приводит к мгновенной разгрузке образца и нагружению его циклическими колебаниями по затухающему циклу за счет перемещений груза 10 упругим элементом 9. Для повторных испытаний при новом уровне начальной нагрузки изменяют расстояние между траверсами 16 и 19: при уменьшении расстояния между этими траверсами уровень начальной нагрузки возрастает. Для испытаний при предварительном нагружении образца 4 сжимающей нагрузкой используют толкатель 15, для чего выключают фиксатор 7 и перемещают траверсу 6 в новое положение с последующей ее фиксацией. Предварительная нагрузка создается благодаря деформированию упругого элемента 9. При переходе к испытаниям в режиме многократного возбуждения затухающих колебаний, как описано выше, предварительная нагрузка суммируется с начальной нагрузкой от максимального поворота двухзвенника. Для испытаний при предварительной частичной разгрузке образца перед режимом многократного возбуждения затухающих колебаний толкатель 14 приводят в положение, при котором он имеет возможность взаимодействовать с двухзвенником. Толкателем 13 поворачивают звенья 11, 12, как описано выше, но после достижения начальной нагрузки звенья приходят в контакт с толкателем 14, что дает частичное восстановление деформации упругого элемента 9 и частичный спад нагрузки на образце 4 без перехода к затухающим колебаниям нагрузки. Для повторного испытания с частичной разгрузкой толкателем 14 поворачивают звенья 11, 12 в обратном направлении и достигают уровня начальной нагрузки, после чего звенья вступают в контакт с толкателем 13 и частично разгружают образец. Величина падения нагрузки определяется исходным положением толкателей 13, 14: разгрузка тем больше, чем больше поворот звеньев 11, 12 до контакта с соответствующим толкателем. Для испытаний при предварительном нагружении образца 4 сжимающей нагрузкой используют толкатель 15, для чего выключают фиксатор 7 и перемещают траверсу 6 в новое положение с последующей ее фиксацией, как описано выше. Для перехода в режиме многократного возбуждения затухающих колебаний нагрузки один из толкателей 13 или 14 приводят в положение, при котором он не имеет возможности вступать в контакт с двухзвенником. В этом случае очередное достижение начальной нагрузки продолжится нагружением образца затухающими колебаниями нагрузки.
Таким образом, устройство обеспечивает проведение исследований, как при многократном возбуждении затухающих колебаний, так и при предварительном нагружении и разгрузке с регулированием параметров изменения нагрузки в ходе испытаний. Это существенно расширяет объем информации, получаемой при исследованиях, и позволяет достичь технического результата изобретения.