Установка для ударных испытаний материалов при сложном напряженном состоянии

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 142394 04 С 01 Б Э/30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОЬйГ ед 4 ь ОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики имаркшейдерского дела(56) Авторское свидетельство СССРВ 1185177, кл. С 01 Н 330, 1984.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ УЦАРНИХ ИСПЫТАНИЙМАТЕРИАЛОВ ПРИ СЛОЖНОМ НАПРЯЖЕННОМСОСТОЯНИИ(57) Изобретение относится к испытательной технике. Пель изобретения -расширение функциональных возможностей установки путем обеспечениявозможности длительной выдержки испытуемого под боковой нагрузкой пер.ударным нагружением обраэца пропорциональными крутящей и осевой разрывающей нагрузками. Пля этого стендсодержит узел вращения наковальни 4,выполненный в виде привода 10 вращения, соединенного с ним винта (В)11; на торце которого закреплен осе142 Э 941 ой захват 7 для образца 5, и тормоза В 11, сбрасываемый Груз, выполненный в виде охватывающей В 11 каретки 1 с роторами 16 и 17, взаимодействующими с В 11. Наковальня 4 выполнена в. виде подпружиненного Инерционного груза, установленного с возможноСтью осевого перемещения, Тормоз В 11 связан с Фиксатором 3 сходйого положения груза. Боковую Изобретение относится к испытаельной технике, к установкам длядарных испытанийматериалов напрочность при сложном напряженномсостоянии,Цель изобретения - расширениеункциональных возможностей установки путем обеспечения возможности длительной выдержки испытываемого образца под боковой нагрузкой перец ударным нагружением образца пропорциональными крутящей и осевой разрывающей нагрузками.На чертеже представлена схемаустановки для ударных испытаний материалов.Установка содержит сбрасываемыйгруз, выполненный в виде каретки 1,смонтированной на вертикальных направляющих 2, на которых установленфиксатор 3 исходного положения каретки 1 и наковальня 4 для установкиобразца 5 испытываемого материала,смонтированная в нижней части направляющих 2 с возможностью осевоговращения, два осевых захвата 6 и 7для образца 5, один иэ которых, захват 6, закреплен на наковальне 4,боковые захваты 8 для образца 5, соединенные с подвижными в радиальномнаправлении грузами 9, узел вращениянаковальни 4, выполненный в виде привода 10 вращения и проходящего поцентру каретки 1 винта 11, на торцекоторого закреплен второй осевой захват 7 для образца 5, На винте 11установлен тормоз, выполненный в виде электромагнитной муфты, состоящейиз неподвижно закрепленной на направнагрузку на образец 5 снижает В 11.Нагружение образца. производят крутящей нагрузкой от действия инерционной силы торможения вращения наковальни 4, С помощью данного стендаможно выдержать образец под боковойнагрузкой перед нагружением ударнойнагрузкой и можно исследовать влияние предварительной нагрузки на ударную прочность материалов. 1 ил,2ляющих 2 катушки 12 и полумуфты 13,установленной на винте 11 с возможностью осевого перемещения и соединенной шпонкой 14 с приводом 10 вра 5 щения,Полумуфта 13 имеет внешнюю коническую поверхность 15 для соединения с Фиксатором 3 исходного положения каретки 1.В каретке 1 установлены роторы 16и 17, соединенные с винтом 11,Наковальня 4 выполнена в видеинерционного груза и установлена наподпружиненном подшипнике 18 с возможностью осевого перемешения. Нанаковальне 4 установлена сменная накладка 19.Установка работает следующим образом.Включают привод 10 и приводятво вращение винт 11 с захватами 6 и 7,передающими через образец 5 вращение. на наковальню 4. Разгон привода 1025производится с медленной скоростьюдля исключения больших крутящих нагрузок на образце 5. Вместе с наковальней 4 вращаются грузы 9, создающие посредством захватов 8 боковоерастяжение на образце 5. Роторы 16и 17 также вращаются совместо с винтом 11 с увеличивающейся скоростью.При достижении заданной скорости вращения винта 11, определяемой уровнембоковой нагрузки на образце 5, раз 35 гон привода 10 прекращают и с этойпостоянной скоростью вращают винт 11, в течение времени, необходимого длявыдерживания образца 5 под постояннойбоковои нагрузкой. Пля ударного раз 142394 рушения образца 5 подают ток .в катушку 12 тормоза винта 11, в результате чего полумуфта 13 притягивается к катушке 12, шпонка 14 смещается вместе с5 полумуфтой 13, разъединяя привод 1 О и винт 11, и тормозит винт 11 от вращения, В момент смещения полумуфты 13 ее боковая поверхность смещает толка- тель 20, упирающийся в рычаг 21, сое диненный с фиксатором 3, рычаг 21 поворачивается, и фиксатор 3 освобождает каретку 1. Каретка 1 под действием собственного веса и под действием раскрученных роторов 1 б и .17 при 15 заторможенном винте 11 падает, К моменту нанесения разрывающего образец 5 удара по накладке 19 за счет торможения винта 11 происходит снижение боковой нагрузки на образце 5 20 и нагружение его крутящей нагрузкой от действия инерционной силы торможения вращения наковальни 4Осевой разрывающий удар приходится по нагруженному от боковой нагрузки образ цу 5. Крутящая нагрузка в момент осевого удара также отсутствует. Осуществляется ударное разрывающее разрушение образца после воздействия на" него длительной боковой и ударной 30 крутящей нагрузок,Подбором высоты накладки 19 регулируют интервал времени между прекращением действия боковой и крутящей нагрузок и нанесением осевого удара: с увеличением высоты накладки 19 интервал времени уменьшается. При определенной высоте накладки 19 получают нагружение образца одновременно осевой и крутящей нагрузками при 40 уменьшении боковой нагрузки. При ма- . лой собственной массе наковальни 4 получают ударное разрушение образца 5 осевой нагрузкой после длительного действия боковой нагрузки и пре кращения ее действия беэ участия крутящей нагрузки. При увеличенной высоте накладки 19 режим нагружения без участия крутящей нагрузки может реализоваться при неполностью снятой боковой нагрузке.Таким образом, с помощью предлагаемой установки получают последова 14тельное нагружение образца испытываемого материала длительно действующими боковыми и сменяющими их ударными крутящими и осевыми нагрузками вместо пропорционального цагружения одновременно несколькими нагрузками на известных установках. Воэможность выдержки образца испытываемого материала под боковой нагрузкой перед нагружением ударной нагрузкой позволит исследовать влияние предварительной длительной нагрузки на ударную прочность материалов.Формула изобретениясУстановка для ударных испытаний материалов при сложном напряженном состоянии, содержащая сбрасываемый груз с фиксатором его исходного положения и вертикальными направляющими, наковальню для установки образца испытываемого материала, смонтированную в нижней части направляющих с возможностью осевого вращения, узел вращения наковальни, два осевых захвата для образца, один из которых закреплен на наковальне, боковые захваты для образца, соединенные с подвижными в радиальной направлении грузами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей установки путем обеспечения возможности длительной выдержки испытываемого обраэцз под боковой нагрузкой перед ударным нагружением образца пропорциональными крутящей и осевой разрывающей нагрузками, узел вращения наковальни выполнен в виде привода вращения, соединенного с ним винта, на торце котороге закреплен второй осевой захват для образца, и тормоза винта сбрасываемый груз выполнен в виде охватывающей винт каретки с роторами, взаимодействующими с винтом, наковальня выполнена в виде подпружиФненного инерционного груза, установленного с возможностью осевого перемещения, а тормоз винта связан с фиксатором исходного положения груза.