Установка для испытания образцов материалов на усталость

(54) УСТАНЦОВ МАТЕ ДИ ИС 1 БТАНИЯВ НА УСТА 110 СТ-исследоватеомеханикиа ььство ССС 32, 1967,г,2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научноский институт горной ги маркшейдерского дел (72) К.В.Лодус(57) Изобретение относится к установкам для испьггания образцов материалов на усталость. Цель изобретения - приближение условий испытанийк условиям нагружения силовых элементов горных пород путем изменения места приложения нагрузки на поверхнос1 С 35056 1 О 15 ти образца и длины зон наГруженияна его поверхности. Образец размещают в захвате и нагружают по образукццим шлиндрических поверхностей посредством роликов 5 и 6 при раэмеще"мии груза на платформе 12 с толкателем 13.,1 ля циклического измененияместа нагружения включают привод 16и посредством эксцентрикового механизма циклически перемещают захват Изобретение относится к испытаниям материалов и иэделий на прочность при усталостном нагружении.Цель изобретения - приближение испытаний к условиям нагружения силовых элементов горных пород путем изменения места приложения нагрузки на поверхности образца и длины зон на-. гружения на его поверхности.На фиг.1 изображена установка, вид 25 спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку,Установка содержит основание 1, установленный на нем захват 2 для образца 3, нагружающий механизм 4 с роликами 5 и 6, взаимодействующий с захватом, Установка снабжена также механизмом 7 возвратно-поступательных перемещений захвата 2. Оси 8 и 9 роликов 5 и 6 установлены в плоскости, перпендикулярной направлению перемещений захвата 2, н соединены с нагружвющнм механизмом 4 с возможностью перемещения одна навстречу другой. Длина а образующих поверхностей роликов 5 и 6 выполнена в соот ветствии с заданным изменением длины эон приложения нагрузки к поверхностям образца.На роликах 5 и 6 установлены накладки 10 и 11 переменной ширины, которые задают характер изменения длины образующих роликов. Нагружающий механизм выполнен, например, в видегруза 4, установленного на площадке 12 с упором 13, который передает усилие от веса груза на ось 8 рычага 5, Ось 8 имеет воЗможность перемещаться в направлении оси 9 Захват 2 выполнен в виде рамки, в которой размещен образец 3 с возможностью смещения по оси отверстия рамки в направлении действия сжимающего усифлия. Иеханизм возвратно-поступательных перемещений закватз выполнен в с образцом. Для циклического изменения длины эон приложения нагрузкипо каждой образующей а используютролики с переменной длиной образующих. Изобретение применяют при исследовании усталостной прочности образцов горных пород и других материалов и изделий, работающих при переменном распределении нагрузок по сечениям объекта. 2 ил,виде эксцентрика 7 с пальцем 14, рамкой 15 и приводом 16. В образце может быть выполнено отверстие 17 по форме, например, горной выработки ив нем размещены датчики деформаций (не показаны).Установка работает следующим образом. Образец 3 размещают на испытательной установке, для чего устанавливают его в захвате 2. Нагружают образец механическим усилием, для чего груз 4 устанавливают на платформу 12, упор 13 передает нагрузку от веса груза на ось 8 ролика и на образец 4. Передачу нагрузки осуществлял ют через две образующих цилиндрических поверхностей роликов 5 и 6 через накладки 10 и 11. Циклически изменяют место приложения усилия к поверхности образца, для чего включают двигатель 16 эксцентрика 7 и при перемещениях пальца 14 в рамке 15 передают возвратно-поступательные движения захвату 2 и образцу 3. Ролики 5 и 6 с накладками 10 и 11 перекатываются по поверхности образца и изменяют место приложения нагрузки. Этим осуществляют сжатие образца между двумя образуюг 1 ими цилиндрических поверхностей при циклических перемещениях места нагружения, а за счет разной длины а образующих цилиндрических поверхностей роликов циклически изменяют длину зон приложения нагрузки на обеих поверхностях сжатия образца. При этом изменяют распределение напряжения по сечениям образца в зонах сжатия Ведут измерения деформаций образца и изменений формы отверстия и его размеров в зонах действия нагрузки; Испытания проводят при усталостных изменениях до5 1635056разрушения образца или до нагружениязаданным числом циклов. формула изобретения10 Испытания проводят при разных эа 5 висимостях длины зон приложения нагрузки по каждой образующей поверхности, для чего используют накладки 10 н 11 равной формы. При этом исходят иэ распределения нагрузок по сечениям в реальном объекте, например в породах стенок горных выработок, при нагружении их перемещающимся источником нагрузки по выработкам, расположенньи сверху. Нагрузки определя" 15 ют замером в натуре или расчетом исходя иэ свойств пород на разных участках по длине выработок, а соотношение этих нагрузок на образце на разных участках по длине задают соот". 20 ношением длины зон приложения нагрузки по образующим исходя из того, что с уменьшением длины линии приложения нагрузки усилие под линией нагружения возрастает при одном и том же грузе 4. При моделировании других условий работы силовых элементов нагрузку по сечениям распределяют с учетом специфики силового воздействия в конкретном случае. При решении 30 общих задач усталостного нагружения испытания проводят при разных эпюрах распределения напряжений по сечениям образца до разрушения и выявляют зависимости вида и места разрушения от типов переменных зпюр. Установка для испытания образцов материалов на усталость, содержащая основание, установленный на нем захват для образца и нагружающий.механизм с парой предназначенных для взаимодействия с образцом роликов с параллельньвки осями, установленных по разные стороны от оси захвата, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к условиям нагруженкя силовых элементов горных пород путем изменения места приложения нагрузки на по;с верхности образца и длины эон нагружения на его поверхности, она снабжена механизмом возвратно-поступай тельного перемещения захвата в плоскости, перендикулярной плоскости, осей роликов, ролики установлены с возможностью изменения расстояния между ними, а их длины неодинаковы.