Устройство для испытания на прочность кольцевых образцов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 Й 310 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ОО ДЕЛАМ ИЗОВ ЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 352181, кл. 6,01,И 3/08, 1968,2. Авторское свидетельство СССР В 815546, кл, 6 01 М 5/00, 1979 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ КОЛЬЦЕВЫХ ОБРАЗЦОВ, содержащее механизм создания и распределе,801089471 А ния рабочего усилия в виде барабанацентрифуги с центральным валом и крышкой, заполненного рабочей средой,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью обеспечения испытания образцов в условиях сжатия, оно снабженоустановленной на валу с возможностьюосевого перемещения цилиндрическойоправкой для образцов, в которой вы"полнены радиальные каналы, а в качестве рабочей среды использована жид"кость, плотность которой превышаетплотность материала оправки,89471 1 10Изобретение относится к техникеиспытаний материалов на прочность,в частности к устройствам для испытаний давлением кольцевых образцов.Известно устройство для испытаниякольцевых образцов радиальным давле"нием, содержащее корпус, пробку длякрепления образца и плунжер, передающий давление на нагружаемую поверхность образца через резиновое коль"цо 1),Недостатком устройства являетсянизкая точность определения напряженного состояния кольцевого образца изза изменения во времени физико-механических характеристик резины, Крометого, устройство обеспечивает толькоодноосное напряженное состояниеНаиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является устройство дляиспытания на прочность кольцевых образцов содержащее механизм созданияи распределения рабочего усилия ввиде барабана центрифуги с центральным валом и крышкой, заполненного рабочей средой. Телом образца объембарабана разделяется на внутреннююи наружную полости, В качестве рабочей среды использована свинцоваядробь. Образец подвергается растяжениюв кольцевом направлении 2 3.Недостаток известного устройствазаключается в невозможности испытанияобразцов в условиях сжатия.Цельизобретения - обеспечение испытания образцов в условиях сжатия.Указанная цель достигается тем,что устройство для испытания на прочность кольцевых образцов, содержащеемеханизм создания и распределениярабочего усилия в виде барабана центрифуги с центральным валом и крышкой,заполненного рабочего средой, снабже"но установленной на валу с возможностью осевого перемещения цилиндрической оправкой для образца, в которой выполнены радиальные каналы, а вкачестве рабочей среды использованажидкость, плотность которой превышаетплотность материала оправки.,На фиг. 1 показано устройство дляиспытания на прочность кольцевых образцов; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.Устройство содержит механизм создания и распределения рабочего усилияв виде барабана 1 центрифуги с центральным валом 2 и крышкой 3, установленную на валу 2 с возможностью осевого перемещения цилиндрическую оправку 4 для испытуемого кольцевогообразца 5, в которой выполнены ра"диальные каналы 6, соединяющие внут-реннюю и наружную полости 7 и 8 барабана 1, разделенные кольцевым образцом 5. Наружная полость 8 включаетв себя кольцевой зазор 9 и торцовыйзазор 10. В крышке выполнены отверс тия 11 для заполнения объема барабана 1 жидкостью.Устройство работает следующим образом.С барабана 1 снимают крышку 3,устанавливают на оправку 4 образец 5,закрывают крышкой 3 барабан 1 и черезотверстия 11 заполняют жидкостью сплотностью, превышающей плотностьобразца 5 и оправки 4, внутреннюю и 20 наружную полости 7 и 8. При этом испытуемый образец 5 и оправка 4 всплывают в жидкости и образец 5 прижимается к крышке 3. Центрифугу приводят во вращение относительно оси сим метрии. В жидкости под действиемцентробежных сил возникает осесимметричное поле давления, величина которого увеличивается прямо пропорционально квадрату расстояния от оси З 0 вращения, Вследствие этого давлениена внешнюю цилиндрическую поверхностьобразца 5 превышает давление на еговнутреннюю цилиндрическую поверхность. Иэ-за вращения в кольцевомобразце 5 возникают и растягивающиеусилия, обусловленные центробежнымэффектом, однако, поскольку плотностьрабочей жидкости превышает плотностьобразца, результирующим воздействиемна образец 5 будет осесимметричноесжатие в кольцевом направлении, приводящее к уменьшениюдиаметра образца 5.При деформации образца 5 жидкостьможет свободно перетекать из внутренней полости 7 во внешнюю 8 по каналам 6, чем обеспечивается постоянстворежима нагружения. Оправка 4 в силутого, что ее плотность меньше плотности.жидкости, прижимает образец 5 50к крышке 3 барабана 1, благодаря чемуисключаются угловые отклонения осиобразца 5 от оси симметрии барабанов.В процессе испытания напряженное состояние образца 5 является суммойдвух независимых состояний: одноосного кольцевого сжатия и всестороннегодавления, величины напряжения кото- .рых определяются соответственно последующим формулам:1089471 где 6 ,Рх Ро 8 иЯМ Составитель. В.ТольвойшФиль Техред Л.Иартяшова". Корректор О.Била акт ирах 823осударстве делам изо ва, Ж,акаэ 2924/40ВНИИ Подписно ного комитета СССР ретений и открытий аушская наб., д, 4 13035, Моск"Патент", г.ужгород, ул.Проектна6 =(р -р )И(И+о); напряжение сжатия в танген 5 циальном направлении;средняя величина напряжения всестороннего сжатия; плотность жидкости;плотность образца; 0 угловая скорость вращения барабана 1;внутренний радиус образца 5; 4д"- толщина образца 5;1 о- радиус вала 2.Иэ приведенных выражений следует,что при заданных величинах 6 напря"сж,кения всестороннего сжатия могутварьироваться в широких пределах засчет изменения величины г , т.е. засчет количества рабочей жидкости.Использование изобретения позволя"ет производить исследования физико"механических характеристик материаловв условиях, имитирувщих реальные условия эксплуатации.