Установка для механических испытаний материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) И 1) 1 Х 3 08. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а Трудовогоаучно-исследовательгеомеханики и маркГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный орденКрасного Знамени нский институт горнойшейдерского дела(56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке3646437, кл, 6 01 М 3/08, 1983.2, Авторское свидетельство СССР306974, кл. В 30 В 15/06, 1970,(54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИИ МАТЕРИАЛОВ под действием постоянной нагрузки, содержащая основание с установленными на нем колоннами, подвижную и неподвижную траверсы, устано для образца, подвижной тр вижной траве включающий можностью о установленный и 1 аяся тем, что ности испыта втулка верхни гим захватом на неподвижн снабжен нани ными гайками торых в образ осных отверсти диаметр колец метр втулки. вленные на колоннах, захваты один из которых соединен с аверсой, и связанный с подрсой формирователь нагрузки, втулку, установленную с возсевого перемещения, и винт,соосно с втулкой, отличаю, с целью обеспечения возможний пластичных материалов, м торцом контактирует с дру для образца, винт закреплен ой траверсе, формирователь занными на винт и закреплен- кольцами, в каждом из коующей выполнены по два соя под винт, причем наружныйпревышает внутренний диа45 50 55 Изобретение относится к технике прочностных испытаний материалов, в частности к установкам для изучения прочностных и деформационных свойств пластичных материалов под действием постоянной нагрузки.Известна установка для испытания образцов материалов при трехосном неравнокомпонентном сжатии, содержащая элементы трения, взаимодействующие с боковыми гранями образца и обеспечивающие постоянство боковой нагрузки в процессе испытаний 1.Недостаток этой установки заключается в отсутствии средств, обеспечивающих постоянство нагружения по оси действия активной нагрузки.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является установка для механических испытаний материалов под действием постоянной нагрузки, содержащая основание с установленными на нем колоннами, подвижную и неподвижную траверсы, установленные на колоннах, захваты для образца, один из которых соединен с подвижной траверсой, и связанный с подвижной траверсой формирователь нагрузки, включающий втулку, установленную с возможностью осевого перемещения, и винт., установленный соосно втулке. Формирователь нагрузки включает также винтовой и тормозной плунжеры. Для создания нагрузки воздействуют на винтовой плунжер давлением рабочей среды от гидросистемы, затем затормаживают плунжер и отключают гидросистему 12.Недостаток этой установки заключается в невозможности испытаний под действием постоянной нагрузки пластичных материалов, поскольку при значительных деформациях образца происходит падение нагрузки в системе формирователя.Цель изобретения - обеспечение возмож ности испытаний пластичных материалов.Указанная цель достигается тем, что в установке для механических испытаний ма териалов под действием постоянной нагрузки содержащей основание с установленными на нем колоннами, подвижную и неподвижную траверсы, установленные на колоннах, захваты для образца, один из которых соединен с подвижной траверсой, и связанный с подвижной траверсой формирователь нагрузки, включающий втулку, установленную с возможностью осевого перемещения, и винт, установленный соосно с втулкой, втулка верхним торцом контактирует с другим захватом для образца, винт закреплен на неподвижной траверсе, формирователь снабжен нанизанными на винт и закрепленными гайками кольцами, в каждом из которых в образующей выполнены по два соосных отверстия под винт, причем наружный диаметр колец превышает внутренний диаметр втулки,5 10 15 20 25 30 35 40 На чертеже представлена схема установки для механических испытаний материалов.Установка содержит основание 1 с установленными на нем колоннами 2, подвижную и неподвижную траверсы 3 и 4, установленные на колоннах 2, захваты 5 и 6 для образца 7, привод 8 перемещения траверсы 3 и связанный с подвижной траверсой 3 формирователь 9 нагрузки, выполненный в виде втулки 10, установленной с возможностью осевого перемещения на направляющих 11 и контактирующей верхним торцом с захватом 6, винта 12 закрепленного на неподвижной траверсе 4 соосно втулке 10, и нанизанных на винт 12 и закрепленных гайками 13 колец 14, в каждом из которых выполнены по два соосных отверстия 15 в образующей под винт 12. Во втулке 10 выполнены монтажные окна 16, а в установке смонтированы монтажные тяги 17. Наружный диаметр колец 14 превышает внутренний диаметр втулки 10. Установка работает следующим образом.Включают привод 8 и перемещают траверсу 3 вместе с захватом 5, образцом 7 и захватом 6, а также втулкой 10 вдоль колонн 2. Указанное перемещение приводит к тому, что срез втулки 10 доходит до первого кольца 14 и, поскольку диаметр кольца 14 превышает диаметр втулки 10, кольцо 14 деформируется и входит в полость втулки 10 При этом создается сжимающее усилие на образце 7, величина которого определяется силой трения кольца 14 о стенки втулки 10. Сила трения, в свою очередь, зависит от характеристики жесткости кольца 14 при сжатии его в направлении, перпендикулярном поверхности втулки 10 в точках контакта, от величины разности между наружным диаметром кольца 14 и внутренним диаметром втулки 10, что определяет степень сжатия кольца, и от коэффициента трения скольжения материалов, из которых изготовлены втулка 10 и кольцо 14.Г 1 ри полном входе кольца 14 в полость втулки 10 сила трения становится неизменной и определяет величину нагрузки на образце 7 на первой ступени его деформирования. Под действием этой нагрузки образец 7 находится столько времени, сколько требуется втулке 10 для перемещения ее до момента контакта со следующим (другим) кольцом 14.Под действием нагрузки в образце 7 развиваются необратимые деформации ползучести, приводящие к уменьшению его длины в направлении сжатия. Однако, поскольку скорость ползучести мала по сравнению со скоростью перемещения травесры 3, то сила трения, а следовательно, и нагрузка на образце 7, не изменяются по величине с развитием деформаций образца. При вза1155901 Составитель В. Тальвойш Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4имодействии втулки 10 со следующим кольцом 14 происходит его сжатие и повышение силы трения и соответственно нагрузки на образец 7 до следующего заданного уровня. Таким образом, в процессе испытания производится заданное по числу колец число ступеней нагружения образца 7 с заданной выдержкой времени между ступенями, вплоть до разрушения образца 7 при контакте втулки 10 с траверсой 4,Для подготовки к следующему испытанию через окно 16 вращением гаек 13 производят деформирование колец 14 вдоль оси винта 12 так, чтобы прижатие колец 14 к втулке 10 было равно нулю, Приводом 8 поднимают траверсу 3 и втулку 10 в исходное положение. Вращением гаек 13 приводят в исходное положение кольца 14, причем гайки 13 позволяют изменять си ловые параметры нагружения за счет изменения места расположения и формы (величины эллипсности) колец 14.Предлагаемое изобретение обеспечиваетвысокую достоверность испытаний образцов пластичных материалов за счет поддержания нагрузки на заданном уровне в течение заданного времени нахождения образца при этой нагрузке и независимо от деформационных способностей испытуемого материала.