Устройство для испытания трубчатых образцов при двухкомпонентном нагружении

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалиСтическихРеспублик ю 957050(71) Заявит 54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБЧАТЫХРАЗЦОВ ПРИ ДВУХКОМПОНЕНТНОМ НАГРУЖЕНИИ 2 Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к устройствам для испытания образцов в условиях плоского напряженного состояния при монотонном и циклическом нагружении.Известно устройство для испытания образцов при сложных путях нагружения, содержащее силопередающий блок, соединенные с ним источник давления среды и пульсатор, и связанный с силопередающим блоком активный и пассивный захваты для образца 11.Недостатком данного устройства является отсутствие средств, позволяющих осуществлять в процессе испытания быстрый переход с одного пути нагружения на другой, что существенно для исследования законов деформирования вязко-пластичных материалов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для испытания трубчатых образцов при двухкомпонентном нагружении, содержащее трехкамерный гидро- цилиндр со шток-поршнем, источник давления среды, связанный с гидроцилиндром поГ средством кранов, неподвижныи и закрепленный на штоке-поршне подвижный захваты для образца. Захваты для образца выполнены жесткими в виде втулки с гайками 2,Недостатком устройства является низкая точность испытаний вследствие предрасположенности конструкции с жесткими захватами к появлению начальных напряжений и ошибок в создании нагрузок, а также вследствие невозможности реализации в чистом виде кольцевого растяжения образца, а также ограниченность диапазона испытаний по частоте ввиду отсутствия в устройстве средства, обеспечивающего синфазность гидравлических импульсов при высокочастотном циклическом нагружении.Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона испытаний.Указанная цель достигается тем, что устройство для испытания трубчатых образцов при двухкомпонентном нагружении, содержащее трехкамерный гидроцилиндр со шток- поршнем, источник давления среды, связанный с гидроцилиндром посредством кранов, и закрепленный на штоке-поршне подвиж 9570505 10 20 25 30 35 40 45 ный и неподвижный захваты для образца, снабжено фазорегулятором, выполненным в виде связанного с трехкамерным гидро- цилиндром и источником давления среды четырехкамерного гидроцилиндра с подпружиненным поршнем, регулируемого фрик. циона, взаимодействующего с поршнем, линейного дросселя и квадратичного дросселя, соединяющих между собой соответственно средние и крайние камеры четырехкамерного гидроцилиндра, а захваты выполнены в виде закрепляемых на торцах образца сферических шарниров с каналами и штуцерами для передачи давления в полость образца, при этом диаметры штуцеров равны диаметру штока трехкамерного гидроцилиндра.На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема фазорегулятора.Устройство содержит трехкамерный гидроцилиндр 1 со шток-поршнем 2, источник 3 давления среды, связанный с гидро- цилиндром 1 посредством кранов 4 - 6, закрепленный на шток-поршне 2 подвижный 7 и неподвижный 8 захваты для образца 9, выполненные в виде закрепляемых на торцах образца 9 сферических шарниров 10 с каналами 11 и штуцерами 12, причем диаметры последних равны диаметру штока 2 трехкамерного гидроцилиндра 1, фазорегулятор 13, выполненный в виде связанного с трехка мерным гидроцилиндром 1 и источником 3 давления среды посредством крана4 четырехкамерного гидроцилиндра 5 с поршнем 16 и пружиной 17, регулируемого фрикциона8, взаимодействующего с поршнем 16 линейного дросселя 19 и квадратичного дросселя 20, соединяющих между собой соответственно средние и крайние камеры четырехкамерного гидроцилиндра 15, коллектор 21 рабочей среды и тензостанцию 22, связанную с осциллографом 23 и двумя тензомесдозами 24 и 25, установленными соответственно в цепях осевого и кольцевого нагружения образца 9.Устройство работает следующим образом.Для создания осевого растягивающего усилия подают рабочую жидкость от источника 3 через кран 4 в верхнюю камеру трехкамерного гидроцилиндра 1. Средняя камера при этом подключена посредством крана 5 к коллектору 21. Для создания осевого сжимающего усилия краны 4 и 5 ставятся в положение, при котором среда от источника 3 подается в среднюю камеру гидроцилиндра 1. Создание кольцевого растяжения обеспечивается подачей давления во внутреннюю полость образца 9 через нижнюю камеру гидроцилиндра 1 и сквозное отверстие в штоке 2. Ввиду равенства диаметра штуцера 12, а, следовательно, и внутреннего диаметра образца 9 диаметру штока 2 осевые усилия при этом оказывают формула изобретения Устройство для испытания трубчатых образцов при двухкомпонентном нагружении, содержащее трехкамерный гидроцилиндр со шток-поршнем, источник давления среды, связанный с гидроцилиндром посредством кранов, неподвижный и закрепленный на штоке-поршне подвижный захват для образца, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона испытаний, оно снабжено фазорегулятором, выполненным в виде связанного с трехкамерным гидроцилиндром и источником давления среды четырехкамерного 50 55 ся скомпенсированными. Установка образца 9 с помощью сферических шарниров 1 О благоприятствует снижению сил трения и позволяет вести испытания как в режиме монотонного, так и цилиндрического нагружения. При испытании на высоких частотах используют фазорегулятор 13, принцип действия которого основан на имитации сил сопротивления в цепи кольцевого растяжения - динамического сопротивления массы поршня 16 и дополнительных сил сопротивления: вязкого (ветвь с дросселем 19) и сухого (фрикцион 18). Масса и размеры поршня 16 выбираются в зависимости от необходимого соотношения напряжений в осевом .и кольцевом направлениях. Когда это соотношение равно + 1, диаметр поршня 16:,АЙ 1) и его масса (гп) соответственно равны диаметру (г) и массе (гп) штока-поршня 2. В этом случае колебания поршней 2 и 16 происходят с одинаковой амплитудой, благодаря чему обеспечивается одинаковое инерционное сопротивление, Фазорегулирование состоит в сведении к минимуму площадиГпетли гистерезиса на экране осциллографа 23 путем регулировки дросселя 19 и фрикциона 18. Дроссель 20 служит в фазорегуляторе 13 фильтром переменной составляющей рабочего давления. Этот дроссель совместно с пружиной 17 выполняет функцию компенсатора натеканий в цепи кольцевого растяжения, который не допускает значительных монотонных перемещений поршня 16 относительно среднего положения. Рабочим колебаниям поршня 16, амплитуда которых существенно меньше регулируемых монотонных перемещений, пружина 17 выполненная с переменной жесткостью, прак. тического сопротивления не оказывает.Изобретение позволяет обеспечить быстрый переход с одного пути нагружения на другой, высокую точность при статическом нагружении, а также строгую синфазность изменения напряжения в образце при плоском напряженном состоянии в условиях кратковременного (ударом) и длительного циклического нагружения.957050 фиг. фи авитель В. Тальвойшд Л, Бойкас Корректор887 Подписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4 Сост о Техре Тираж Государствен лам изобрет ква, Ж - 35,Патентэ, г.оста гидроцилиндра с подпружиненным поршнем, регулируемого фри кциона, взаимодействующего с поршнем, линейного дросселя и квадратичного дросселя, соединяюших между собой соответственно средние и крайние камеры четырехкамерного гидроцилиндра, а захваты выполнены в виде закрепляемых на торцах образца сферических шарниров с каналами и штуцерами для передачи давления в полость образца,при этом диаметры штуцеров равны диаметру штока трехкамерного гидроцилиндра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Проблемы точности. Киев, Наукова думка, 1976,12, с. 111.2. Авторское свидетельство СССР697870, кл. б 01 1 М 3/8, 1978 (прототип).