Устройство для испытания материалов на прочность

2 А 9 с Я Ы 30 Сз ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ЕН 4 ФСТЩЕННЬЮ КОМИТЕТ СССР ЛАМ ИжЩРЕтЕНИй И ОтНФЫЪ(71) Всесоюзный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(56) 1. Авторское свидетельство СССВ 638831, кл. 6 01 И 3/08, 1976,2. Авторское свидетельство СССРВ 78761,.кл, С 01 И 3/08, 1978(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЬГГАНИЯМАТЕРИАЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ, содержащеенагружающий механизм и связанный сним преобразователь усилий, выполненный в виде шарнирно соединенногочетырехзвенника, внутри которого размещены захваты для образца, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюприближения условий испытания к реальным за счет обеспечения непропорционального изменеия нагрузок поосям образца при его нагружении, устройство снабжено двумя параллельнорасположенными планками с пазами дляшарнирных соединений четырехзвенникаи съемными упорами, установленнымив пазах, а стороны четырехзвенникавыполнены в виде упругих сегментов,обращенных выпуклостями внутрь четырехзвенника, причем между выпуклостями сегментов и захватами дляобразца размещены наборы прокладок, 1153262 2Изобретение относится к техникеиспытания материалов, в частности,к устройствам для испытания образцов материалов при плоском напряженном состоянии в условиях кратковременного или длительного приложениянагрузки.Известно устройство для испытания материалов на прочность приплоском Напряженном состоянии,содержащее тяги, попарно соединенные с захватами для образца и свя-.занные с приводом, причем две соосцые тяги соединены непосредственно с приводом, две другие тяги, расположенные соосно друг другу и перпендикулярно двум первым, соединеныс приводом через траверсы 1,Недостатком этого устройства является его сложность, а также иевоз- Мможность изменения соотношения величин усилий, прикладываемых к образцу по взаимно перпендикулярнымосям, в процессе испытания образца. 25Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания материалов на прочность, содержащее нагружающий механизм и связанный с ним преобразователь усилий, выполненный в видешарнирно соединенного четырехзвенника, внутри которого размещены захваты для образца, Стороны четырех 35звенннка выполнены в виде планок,а захваты посредством тяг связаныс вершинами четырехзвеиника. Соогношение между усилиями в устройствеот начала нагружения и до разрушенияобразца остается постоянным 12 .Для многих элементов конструкциии материалов, в частности систем,содержащих различно ориентированныев пространстве упругие элементы, атакже. пластов горных пород, расположенных в зоне работы добычных комбайнов, характерно непропорциональноеизменение усилий, действующих вовзаимно перпендикулярных направле 50нияк. Недостаток известного устройства состоит в отличии условий испытаний от реальных ввиду невозможности непропорционального иагружения образца.Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным эа счет обеспечения непропорционального изменения нагрузок по осям образца приего нагружении.Указанная цель достигается тем,что устройство для испытания материалов на прочность, содержащее нагружающий механизм и связанный с нимпреобразователь усилий, выполненныйв виде шарнирно соединенного четырезвенника, внутри которого размещены захваты для образца, снабженодвумя параллельно расположеннымипланками с пазами для шарнирных соединений четырехзвенника и съемнымиупорами, установленными в пазах, астороны четырехзвеиннка выполнены ввиде упругих сегментов, обращенныхвыпуклостями внутрь четырехзвенника, причем между выпуклостями сегментов и захватами для образца размещены наборы прокладок.На чертеже изображена схема устройства для испытания материалов напрочность.Устройство содержит нагружавшиймеханизм, состоящий из двух колонн 1с траверсами 2 и 3 и нагтузочноговинта 4, связанный с нагружающиммеханизмом преобразователь усилий,выполненный в виде двух параллельнорасположенных планок 5 и б с пазами 7 и упорами 8, эакрепляемыми впазах 7 винтами 9, причем планка 5закреплена на траверсе 3, а планка6 связана посредством втулок 1 О снагрузочным винтом 4, и четырехэвенника, состоящего из двух горизонтально расположенных сегментов 1 и 12и двух вертикально расположенных сегментов 3 и 14, соединенных междусобой шарнирами 15, размещенными в -;пазах 7 планок 5 и б, и измерительные индикаторы 6 и 17. В сегментах1 - 14 установлены винты 18 для крепления прокладок 19 с захватами 20 дляобразца 21, Схема изображена для случая испытания образца на раскалывание с боковым подпором, поэтому вертикальные захваты выполнены в видеклиньев 22.Устройство работает следующим образом,Для осуществления раскалывания сувеличивающимся боковым подпором .четырехзвенник собирается иэ сегментов с одинаковой жесткостью, Упоры 8в пазах 7 устанавливают так, что висходном состоянии они контактируютс шарнирами 15. Вращением винта 4153262 четырехзвенник сжимают между планками 5 и 6. При этом получают увеличивающееся сжимающее усилие со стороны клиньев 22 и увеличивающееся сжимающее усилие со стороны захватов 20, Если в исходном состоянии прокладки 19 не установлены, то рост боково- . го усилия начинается при достижении некоторого усилия на клиньях 22.Для осуществления раскалывания приО возрастающей растягивающей боковой нагрузке захваты 20 меняют местами с клиньями 22, упоры 8 убирают, а вместо сегментов 13 и 14 устанавливают более жесткие сегменты с большей толщиной стенок. При создании растягивающей нагрузки образец 21 приклеивают к поверхности .захватов 20, Если более жесткими являются, горизонталь. ные сегменты 11 и 12, то при отсутствии упоров 8 сжатие сегментов приводит к постепенному снижению интенсив=, ности увеличения горизонтальной нагрузки вследствие того же эффекта дополнительного деформирования вертикальных сегментов 13 и 14 горизонтали. ными сегментами 11 и 12. При замене раскалывающих клиньев 22 на захваты 20 все указанные режимы осуществляются для плоского напряженного состоя 30 ния сжатия-растяжения, причем рассмотренные схемы испытаний справедливы для образцов, податливость которых мала по сравнению с податливостью четырехзвенника. 4Для осуществления испытаний образцов 2 в режиме циклического нагружения на месте измерителя 16 может быть размещен исполнительный орган пульсатора, После каждого цикла нагружения непропорционально изменяющимися нагрузками возвращение планки 5 в исходное положение осуществляется за счет упругого восстановления четырехзвенника. При необходимости изменить пределы колебания усилий вращают винт 4 и изменяют тем самым степень нагруженности образца 21, и при нелинейности характеристик жесткости сегментов изменяется также разность между верхним и нижним уровнями нагрузок.При длительных испытаниях нри . плоском напряженном состоянии после достижения заданного уровня и соотношения нагрузок усилие поддерживается эа счет упругой энергии четырех звенника.Определение усилий осуществляется методом тарировки, для чего между сегментами 11 и 12, 13 и 14 вместо образца 2 устанавливают жесткие силоиэмерители.Изобретение позволяет расширить виды нагружения образцов, проводить непропорциональные нагружения за счет различной интенсивности нарастания нагрузок по взаимно перпендикулярным осям как при статических так и при циклических нагружениях..Нарожай орректор Л.Бил Филиал ИПП "Патеитф, г.Умгород, улаПроектная,4 Состав Редактор. Е Лоача - Техред юаавюававю ащвааююавав аюю шев юю юеЗякаэ 249 Ю 37 Тйрам 697 ВНИИПИ Государственного комитет по дедам изобретений н откр ИЗО 35, Москва, Ж, Рауиская аюавва ве ю ев ае ав ве ю в юа