Установка для ударных испытаний материалов

ОЮЗ СОИЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ии 1 2935 3/30 50 4 СГ"ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свиде В 351128, кл. С 01 МАвторское свидетел У 1105782, кл. С 01 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ У НИИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение отн тательной технике. Ц о СССР1968,ССР1983 8 8учно-исследоват рной геомеханик ПЫТАе осится к испыелью изобрете 8.8 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Всесоюзный нльский институт ги маркшейдерского1293546 ния является расширение функциональных возможностей. Установка содержитнаковальню 2, сбрасываемый груз имеханизм фиксации его в исходномположении. Сбрасываемый груз выполнен в виде гидроцилиндра 7 с полымпоршнем 8, полым штоком 9, выходящимв сторону наковальни 2, и закрепленного в надпоршневой полости 1 О гидроцилиндра 7 по его.оси плунжера 11,герметично входящего в полость поршня 8. В полости 12 штока 9 расположено приспособление для установкиобразца 6, которое включает выходящий из полости 12 в сторону наковальни 2 ударник 13. Для создания предварительного нагружения образца 6штоковая полость 16 гидроцилиндра 7подключена к источнику 21 давления,Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для ударных испытаний материалов.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения ударного разрушения предварительно нагруженного образца.На чертеже представлен предлагае мый стенд, общий вид.Установка содержит основание 1, расположенную на нем наковальню 2, установленный в вертикальных направ,ляющих 3 сбрасываемый груз с разме щенным на нем с возможностью взаимодействия с наковальней 2 приспособлением с захватами 4 и 5 для установки образца 6 испытуемого материала. Сбрасываемый груз выполнен в ви де гидроцилиндра 7 с полым поршнем 8, полым штоком 9, выходящим в сторону наковальни 2, и закрепленного в надпоршневой полости 10 гидроцилиндра 7 по его оси плунжера 11, герметично входящего в полость поршня 8. В полости 12 штока 9 расположено приспособление для установки образца 6, которое включает выходящий иэ полости штока 9 в сторон; наковальни 2 удар.ник 13, опирающийся на заглушку 14,При подъеме поршня 8 плунжер 11 взаимодействует с приспособлением дляустановки образца 6, После срабатывания механизма фиксации происходитсоударение ударника 13 с наковальней 2, что приводит к ударному разрушению предварительно нагруженногообразца 6, чем и достигается расширение функциональных возможностейустановки. Для регулирования скорости удара за счет изменения высотыпадения груза установка снабжена дополнительным поршнем 15, установленным в полости 12 штока 9 между плунжером 11 и приспособлением для установки образца 6, а полость 12 черезмагистраль 22 заполняется частичножидкостью. 1 з. и. Ф - лы,1 ил. 2закрепленную на свободном конце штока 9. В полости 12 между плунжером 11 и приспособлением для установки образца 6 также установлен дополнительный поршень 15.Полость 10 и штоковая полость 16 гидроцилиндра 7 магистралями 17 и 18 через вентили 19 и 20 подключены к источнику 2 1,цавления, Полость 12 также подключена к источнику 21 давления с помощью магистрали 22 и вентиля 23 для регулируемого заполнения полости 12 штока 9 жидкостью. Установка содержит также механизм фиксации сбрасываемого груза в исходном положении, включающий зацеп 24, подпружиненный фиксатор 25 и рычаг 26 с тягами 27 и 28 для перемещения фиксатора 25.Конструкция захватов 4 и 5 определяется задачами исследований. На чертеже показаны захваты 4 и 5 для испытания при сжатии, но могут применяться захваты для растяжения (реверсоры), для изгиба (трехточечные опоры), для кручения (винтовые преобразователи) и т.п. Установка работает следующим образом.Закрывают вентили 19, 23 и при открытом вентиле 20 полость 16 сообщается с источником 21 давления. Поршень 8 под действием давления жидкости в полости 16 поднимается вверх, плунжер 11 при этом через жидкость в полости 12, дополнительный поршень 15 и захват 4 создает предварительную сжимающую нагрузку на образце 6. Высота подъема поршня 8 до достижения требуемой сжимающей нагрузки на образце 6 зависит от количества жидкости в полости 12 между плунжером 11 и поршнем 15. При нагружении образца 6 сжимающей нагрузкой регистрируются параметры нагружения, и при достижении заданной нагрузки вентиль 20 закрывают. Приводят в действие механизм фиксации сбрасываемого груза, для чего с помощью тяги 27 поворачивают рычаг 26 и выводят фиксатор 25 из контакта с зацепом 24. Освобожденный сбрасываемый груз перемещается по направлению 3 вниз и вконце пути ударник 13 ударяется о наковальню 2 и создает ударную нагрузку на образце 6, доводя его до разрушения. Параметры разрушения фиксируются.После разрушения образца 6 открывают вентиль 19. Жидкость, поступающая в полость 10 гидроцилиндра 7, поднимает гидроцилиндрвверх за счет выдвижения штока 9, опертого на наковальню 2. В верхнем положении гидроцилиндра 7 зацеп 24 входит в контакт с фиксатором 25 и остаетсяв этом положении до проведения сле-дующего нагружения. Закрывают вентиль 19 и открывают вентиль 20, приподнимают шток 9 с заглушкой 14 над уровнем наковальни 2 на высоту, достаточную для замены образца 6. Снимаютзаглушку 14, устанавливают новый образец 6. Количество жидкости в полости 12 при открытом вентиле 23 доводят до требуемого уровня, обеспечивающего необходимую высоту наибольшего подъема ударника 13 над наковальней 2. После этого опыт повторяют, но при другом уровне предварительной нагрузки на образце 6, при другой скорости нагружения. Уровни предварительной нагрузки задаются давлением жидкости полости 16, скорость нагружения задается высотой падения сбрасываемого груза и регулируется количеством жидкости в полости 12: чем меньше жидкости, тем больше высота подъема ударника 13 над наковальней 2 и выше скорость ударной нагрузки. При отсутствии жидкости в полости 12 высота подъема ударника 13 над уровнем наковальни 2 максимальна, скорость нагружения наибольшая для Данной установки. В этом варианте поршень 15 не устанав Оливается, захват 4 взаимодействует непосредственно с плунжером 11.Серия экспериментов при различных уровнях предварительной нагрузки и при различных скоростях ударного 5разрушения позволяет определить среднюю работу разрушения материала при различном напряженном состоянии его перед ударным разрушением.Формула и э о б р е т е н и 3 1. Установка для ударных испытанийматериалов, содержащая основание, расположенную на нем наковальню, уста новленный в вертикальных направляющих сбрасываемый груз с размещеннымна нем с возможностью взаимодействияс наковальней приспособлением дляустановки образца испытуемого материала, механизм фиксации сбрасывае-мого груза в исходном положении,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей за счет обеспеченияударного разрушения предварительно 35нагруженного образца, сбрасываемыйгруз выполнен в виде гидроцилиндрас полым поршнем и полым штоком, выходящим в сторону наковальни, и за О крепленного в надпоршневой полости .гидроцилиндра по его оси плунжера,герметично входящего в полость поршня, штоковая полость гидроцилиндрапредназначена для подключения к ис точнику давления, приспособление дляустановки образца расположено в полости штока и включает выходящийиз полости штока в сторону наковальни ударник.2. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью регу 3 тирования скорости удара за счетизменения высоты падения груза, онаснабжена дополнительным поршнем, 55установленным в полом штоке междуплунжером и приспособлением для установки образца, и магистралью длярегулируемого заполнения полостиштока жидкостью.