Установка для испытания на усталость

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛ ИСТИЧЕСК 14 СПУБЛИ 4 С 01 И 36 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 (5 ов Б.А., ов Е.Г, Исурболопаточ ных элеменрования.М 1, с. 19 ем ле тов Про 5 ПИТАНИЯ НА У испытапы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 4222235/25-2806.04.8715.10,88, Бюл, У 38Институт проблем прочности А А.И,Петренко и А,И.Ковалев 620. 178 (088. 8) Трощенко В.Г., Грязи ан Ю.М., Коноплянник ванне выносливости т плавов и конструктив условиях термоцикли емы прочности, 1970,ис. 1.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПОСТЬ(57) Изобретение относитсятельной технике, в частност таниям на усталость при чистом круговом изгибе и термоциклировании.Цель изобретения - повышение точности путем поддержания постоянства периода термоцикла. Захваты 6 и 7 образца установлены в шпинделях 2 и 3на станине 1. Груз 10 создает изгибную нагрузку на образце. Индуктор11 и сопло 16 создают термоциклическую нагрузку на образце, Скобы 14 и15 определенным образом установленына шпинделях 2 и 3 и шинах 13, изгибают последние при прогибе образца вплоскости, перпендикулярной действиюнагрузки. Синхронное изменение углапрогиба шин и образца при испытаниисоздает возможность отслеживания головкой индуктора рабочей части образца и оставаться ей соосной, 1 ил,Изобретение относится к испытатсльной технике, в частности к испытаниям на усталость при чистом круговом изгибе и термоциклировании.5Цель изобретения - повышение точности путем поддержания постоянства периода термоцикла.На чертеже представлена схема предложенной установки. 1 ОУстановка содержит станину 1 с двумя шпинделями 2 и 3, установленными на станине соосноШпиндель 2 установлен на неподвижной шарнирной опоре 4, а шпиндель 3 - на катковой 15 опоре 5, закрепленные в соответствующих шпинделях захваты Г и 7, механизм для создания изгибающей нагрузки в виде связанных со шпинделями двух тяг 8 и 9 и тарированного груза 10, 20 предназначенный для нагрева образца высокочастотный индуктор 11,источник 12 питания, связанный с индуктором посредством токоподводящих шин 13, при этом шины выполнены упругими и расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости тяг 8 и 9, две скобы 14 и 15, охлаждающее сопло 16, источник 17 подачи охлаждающей среды, генератор 18 токов высокой частоты и 30 командный прибор 1.9,Установка работает следующим образом,Устанавливают образцы в захватах испытательной машины и нагружают его З 5 изгибающей нагрузкой путем установки груза 10. При этом корпуса шпинделей проворачиваются относительно опор и ось образца искривляется, образуя стрелу прогиба 1. При этом 4 О скобы 14 и 15 опускаются и заставляют упругие шины 13 изгибаться, что приводит к смещению головки высокочастотного индуктора 11 в соответствии с новым положением оси образца.45 Далее образец, нагруженный чистым изгибом, приводится во вращение. В полуцикле нагрева командный прибор 19 отключает генератор 18 токов высокой частоты и включает источник 17 охлаждающей среды, которая через сопло 16 поступает к образцу, В процессе испытаний вследствие повреждаемости, а также при нагреве происходит падение его изгибной жесткости и уве-ц личение стрелы прогиба образца. Это увеличивает угол наклона шпинделей 2 и 3 и, соответственно, смещает скобы 14 и 15 вниз, которые благода М 12Еоо 8 Е 1пргде М1- изгибающий момент,- общая длина образца междузахватами,Е - модуль упругости;1 - приведенный момент инерциив общем случае переменногопо длине поперечного сеченияобразца.Угол поворота концов образца (вместе зажимов) равен М 1оРЭо Р 2 Е 1 пр(2) Очевидно, что угол 6 и равен углуповорота корпуса шпинделя относительно опоры. Поэтому при нагружении вертикальное смещение вниз концов образца и, соответственно, точек контактаскоб с шинами равно ЬМ 1(3) ря их креплению на корпусах шпинделей на цилиндрических шарнирах, оси которых перпендикулярны осям шпинделей, изгибают шины 13 лишь в вертикальной плоскости вниз. При этом обеспечивается стабильность температурного режима образца, так как головка индуктора отслеживает смещение рабочей части образца и остается ей соосной.Пример расчета соотношения, обеспечивающего соосность головки индуктора и образца при изгибе и термоциклировании.Изгибная жесткость скоб на порядок превышает изгибную жесткость шин, т.е, они практически не деформируются, и точки контакта скоб с шинами смещаются вниз на такую же величину, как и точки крепления скоб к встреч- ным концам корпусов шпинделей. При таком конструктивном исполнении угол 0 наклона концевого участка 1 шины должен быть таким, чтобы смещение головки индуктора вниз лишь за счет наклона участка 1 равнялось стреле прогиба 2 образца.Известно, что при чистом изгибе стрела прогиба обраэца в упругой области равна25 или после упрощений 1 к 1 1 ы 6 Ь 1 к а1 6 Ь расстояние от оси шпинделейдо точки контакта скоб с шинами;расстояние от точки контакта скоб с шинами до точкисоединения шин с источником;расстояние между захватами;расстояние от захвата дооси шарнира, на которомустановлен шпиндель. где 1 1 к аЗаказ 5335/44 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Рассматривая шину как консольную балку постоянного по длине сечения, что в данном случае имеет место, найдем в уйругой области угол поворота шины 6в точке ее контакта со скобой по известному смещению Г, этой точки Смещение головки индуктора лишь засчет наклона участка 1 равно153 ЬМ 11 к=9 1 (5)кор ю Головка индуктора отслеживает прогибобразца в случае равенства (1) и (5), 2т,е. 30Полученное соотношение не зависит от закона изменения площади поперечного сечения по длине образца и от температуры образца. Учитывая что в нашем случае из-за расположения ци-;35 линдрических шарниров на встречных концах корпусов шпинделей 1 = а, окончательно получим Таким образом, если на предложенной установке выдерживается соотношение (6) между основными геометри ческими размерами, то вне зависимости от массы груза 4 и изменения23 4стрелы прогиба образца в процессе испытаний головка 9 индуктора располагается соосно с рабочей частью образца 2,Установка для испытания на усталость при чистом круговом изгибе и термоциклировании, содержащая станину с шарнирно установленными на ней соосными шпинделями, один из которых имеет воэможность осевого перемещения, закрепленные в соответствующих шпинделях захваты, механизм для создания изгибающей нагрузки, связанный со шпинделями посредством тяг, предназначенный для нагрева образца высокочастотный индуктор, связанный с ним посредством токоподводящих шин источник питания и охлаждающее сопло, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности путем поддержания постоянства периода термоцикла, токоподводящие шины выполнены упругими и расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости тяг, а установка снабжена двумя скобами, один конец каждой из которых шарнирно закреплен на соответствующем захвате, а другой - на соответствующей шине, при этом