Способ усталостных испытаний образцов при симметричном кручении

Изобретение относится к способамусталостных испьгганий при кручении,Цель изобретения - повышение точности за счет снижения чувствитель 5ности амплитуды нагрузки к нестабильности скорости вращения вала вибровоэбудителя.На Фиг, 1 представлена схема стенда для реализации предлагаемого способа; на Ьиг, 2 - динамическая схемастенда; на фиг, 3 - зависимость ам:плитуды относительного динамическогомомента от квадрата безразмерной час тоты нагружения. 15Стенд для реализации способа содержит основание, установленный нанем электродвигатель 1 с приводом 2,связанный с ним одновальный вибровозбудитель, смонтированный на инерционной массе 3 (первый диск). Вибровозбудител содержит неуравновешенныегрузы 4, закрепленные на рычагах,перпендикулярньх валу вибровозбудителя,который параллелен оси образца 5 (который может представлять собой такжедеталь или элемент конструкции) . Образец 5 жестко связан со второй инерционной массой б (второй диск),На обеих массах предусмотрено1крепление сменных грузов не показаны , что позволяет при необходимостиварьировать моментом инерции масс 3и 6, Для крепления объекта испытаниймогут применяться специальные захваты 7, установленные на валах 8, Самиинерционные массы 3 и б, закрепленныена валах 8, установлены так, что онимогут совершать угловые колебания вподшипниках 9 стенда относительно оси 10вращения образца 5. Упругая связь 10прикреплена одной стороной к инерци -онной массе 3, а другой - к основаниюстенда.1 45Упругая связь 1 О может бьть вьполнена в виде торсионного вала или муФты, содержашей упругие элементы ит.п. В таких случаях она устанавливается соосно с валом 8 инерцо. ной50массы 3,При необходимости можно применитьупругую связь 10 через пружины растяжения - сжатия или изгиба. В такомслучае требуемое значение жесткостиупругой связи 10 достигается не толь 55ко выбором ее жесткостных параметров,.но и выбором расстояния от места еекрепления до оси вращения вала 8, Способ реализуется следующим образом,Лриводной электродвигатель 1 вращает с угловой скоростью Д вал сгрузами 4 вибровозбудителя, создаваятем самым изменяющийся по синусоидальному закону крутящий момент, прилагаемый к инерционной массе 3. Лоддействием этого возбуждающего моментапроисходят крутильные колебания инерционных масс 3 и 6 относительно осистенда 0 - О, в результате чего испытываемый объект нагружается крутящиммоментом с симметричным циклом. Упругая связь 10 при этом создает дополнительный реактивный момент,Лри этом параметры стенда и угловая скорость Я должны удовлетворятьсоотеошению г 2 СС оЯ - (1) (1+1)С, +1 С,T1 =С3.де С - постоянная величина, зависящая от статических параметров стенда;Х - квадрат безразмерной угловойскорости;1 Яи = иЯ 3где я = 1 с/, я, ="/со 11 е.Экстремальное значение динамического момента соответствует минимальной чувствительности значения амплитуды нагрузки к изменению частоты нагружения. Дифференируя зависимость (2) и приравнивая прозводную к нулю, получают значение угловой скорости Я. из условия 2 С,С о Это условие обеспечивает работу стенда при постоянной амплитуде динамического момента на образце: касагде С и С - крутильные жесткостиобразца и жесткой связисоответственно;1 и 1 - моменты инерции соотгветствующих дисков,Сущность способа состоит в следующем.Решение уравнений крутильных колебаний двухмассовой системы (Ьиг, 2) позволяет получить выражение для обезразмеренного динамического момента 1"1Яш(п- Х) (1 - Х) - Х фб 2752 6л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет сни- ;- жения чувствительности амплитуды нагрузки к нестабкпьности скорости вращения вала вибровозбудителя, образецдополнительно нагружают реактивныммоментом путем упругой связи, связанной с вибровозбудителем инерцииноймассы и с основанием, а угловую скорость 52 вращения вала вибровоэбуди-,теля выбирают иэ соотношения Способ усталостных испытаний образцов при симметричном кручении, заключающийся в том, что образец циклически нагружают кручением с помощью жестко связанных с его торцами двух инерционных масс, соосных образцу и установленных на основании с возможностью поворота вокруг оси колебаний образца, и связанного с одной из масс 20 дебалансного вибровозбудителя, о т -где Со Е, вЕ 15 тельная к кривой 1" = Г(а, п, ш) в этой точке параллельна оси абсцисс, что обеспечивает при значительных изменениях рабочей частоты вращения стенда (из-за изменения внешних условий) практически постоянную амплитуду динамического момента Формула изобретения 2 2 СС о П + Е )Со+ 1 С- крутильная жесткость образ" ца- крутильная жесткость упруй и- моменты инерции соответствующих инерционных масс.,