Установка для испытания материалов на прочность при совместном действии кручения и осевой нагрузки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 1 1330499 а 1601 й 30 следовательсханики и ьная техника 1982, с. 33,о ССС 1981,е свидетельсткл. С 01 300,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИСАНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-икий институт горной геоммаркшейдерского дела(56) Клюев В.В. Испытателт.2. М.: Машиностроение,рис,23АвторскоУ 868438,(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ. НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ СОВМЕСТНОМ ДЕЙСТВИИ КРУЧЕНИЯ И ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использо.вано для испытания на прочность присовместном действии кручения и осевой нагрузки. Цель изобретения - расширение функциональных возможностейпутем обеспечения возможности исследования энергообмена между нагружающей системой и образцом при независимом изменении осевой и крутящей наг13 рузок. Образец 17 закрепляют в захватах 10 и 13, фиксаторами 11 Фиксируют от поворота платформу 8 и фиксаторами 12 - гайку 3. Включают привод 7, и при вращении винта 4 деформируют в осевом направлениии одновременно закручивают торцы пружины 9, к о тор ая пер еда е т осевую и крутящую нагрузки на образец 17. Для нагружения крутящим моментом фиксаторами 12 освобождают гайку 3, которая в процессе нагружения вращается вместе с винтом 4, и осевое перемещение последнего отсутст вует. Для нагружения осевой нагрузкой освобождают фиксаторами 11 платформу 8, а гайку 3 фиксируют фиксаторами 12. При этом в процессе нагружения отсутствует скручивание торцов пружины 9. Для исследования раз 30499 грузки образца 17 с участием энергиинагружающей системы после нагруженияобразца 17 фиксаторами 15 разъединяют диск 14 с ползуном 2. Диск 14 приэтом поворачивается вокруг оси захватов 10 и.13, и образец 17 освобождается от крутящей нагрузки. Затемфиксаторами 16 разъединяют ползун 2с рамой 1, При этом ползун 2 вместес диском 14, захватом 13 и образцом 17 перемещается в осевом направлении, и образец 17 разгружается отосевой нагрузки. Параметры процессадеформирования регулируются путемизменения длины и жесткости пружины9. В процессе испытания после разру-шения образца фиксируют виды расходаэнергии нагружающей системы. 1 з.п.ф-лы, 1 ил, 1Изобретение относится к испытатель ной технике, а именно к установкам для испытания на прочность при совместном действии кручения и осевой нагрузки,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем обеспенения возможности исследования энергообмена между нагружающей системой и образцом при независимом изменении осевой и крутящей нагрузок.На чертеже изображена схема предлагаемой установки.Предлагаемое устройство содержит корпус выполненный в виде силовой рамы 1 с установленным на ней ползуном 2 и нагружающим винтовым механизмом. Последний выполнен в виде закрепленной на раме 1 с возможностью поворота вокруг своей оси гайки 3 и винта 4, кинематически связанного при помощи хвостовика 5 и шестерни 6 с приводом 7 поворота. На торце ,винта 4, обращенном к ползуну 2, установлена с возможностью поворота вокруг оси винта 4 платформа 8, на которой закреплен один конец цилиндрической .пружины 9. Другой. конец пружины 9 связан с активным захватом 10.Э 0 ленин и обеспечивается передача осе 15 20 25 2Кроме того, на платформе Ы установлены Фиксаторы 11, предназначенные для взаимодействия с винтом 4, на раме 1 установлены Фиксаторы 12, предназначенные для взаимодействия с гайкой 3.На ползуне 2 установлен пассивныйзахват 13, закрепленный на диске 14,Последний размещен на ползуне 2 с возможностью поворота относительно оси захватов 10 и 13, На ползуне 2 установлены фиксаторы 15, предназначенные для взаимодействия с диском 14, и Фиксаторы 16, предназначенные для взаимодействия с рамой 1.Установка работает следующим образом.Образец 17 закрепляют в захватах 10 и 13, Для пропорционального нагружения образца 17 осевым усилием и крутящей нагрузкой фиксируют положение платформы 8 относительно винта 4 при помощи фиксаторов 11, а при помощи фиксаторов 12 фиксируют гайку 3 от вращения. После этого включают привод 7 и через хвостовик 5 и шестерню 6 осуществляют вращение винта 4. При этом происходит осевое перемещение . последнего, в результате чего пружина 9 деформируется в осевом направ 3 1330вой нагрузки на образец 17 через захват 10, Одновременно вращение винта 4 через зафиксированную от поворота платформу 8 приводит к закручиванию5 торцов пружины 9, которая передает крутящую нагрузку через захват 10 на образец 17, По мере роста осевой и крутящей нагрузок на пружине 9 накапливается упругая энергия, которая реализуется при разрушении образца 17 в виде упругого восстановления пружины 9 в осевом направлении и в направлении закручивания образца 17. При этом фиксируют виды расхода энер гии нагружающей системы (дробление образца, нагрев, пластическое деформирование, разлет осколков), по которым судят о процессе энергообмена между нагружающей системой и образцом 17.Для нагружения образца 17 только крутящим моментом фиксаторами 12 освобождают гайку 3. В этом положении при включении привода 7 гайка 3 вра щается вместе с винтом 4, осевое перемещение последнего отсутствует, происходит закручивание пружины 9 и соответственно образца 17. При разрушении последнего реализуется энергия, ЗО накопленная в пружине 9 при закручивании ее торцов, параметры разрушения фиксируют.Для нагружения образца 17 только осевой нагрузкой при помощи фиксаторов 11 разъединяют платформу 8 с винтом 4, а гайку 3 фиксируют от вращения фиксаторами 12, В этом положении при включении привода 7 винт 4 перемещается в осевом направлении и через пружину 9 нагружает образец 17 осевой нагрузкой. При этом платформа 8 не совершает поворота вместе с винтом 4 и пружина 9 не закручивается, При разрушении образца 17 реализуется упругая энергия осевого деформирования пружины 9 и фиксируются параметры разрушения.При исследовании разгрузки образца 17 с участием энергии нагружающей системы нагружают образец 17 осевым усилием и крутящей нагрузкой. После этого прекращают нагружение и при помощи фиксаторов 15 разъединяют ползун 2 с ДискОм 14 о При этом Диск 55 14 поворачивается вокруг оси захватов 10 и 13 в направлении закручи" вания образца 17, и последний освобождается от скручивающего усилия. 499При этом осевая нагрузка и энергия, запасенная на пружине 9 при ее осевом деформированин, остаются неизменными. После этого при помощи фиксаторов 16 разъединяют ползун 2 с рамой 1. При этом ползун вместе с диском 14, захватом 13 и образцом 17 перемещается под действием пружины 9 в осевом направлении, н образец 17 разгружается от осевой нагрузки. При одновременном разъединении диска 14 с ползуном 2 и последнего с рамой соответственно при помощи фиксаторов 15 и 16 осуществляется разгрузка образца 17 от осевой и крутящей нагрузок. В процессе разгрузки фиксируют параметры процесса,Параметры процесса деформирования регулируются путем изменения длины и жесткости пружины 9. Кроме того, для проведения длительных испытаний на сжатие с кручением после нагружения образца 17 выключают привод 7при этом постоянную величину нагрузки поддерживают за счет энергии пружи. ны 9.формула изобретенияУстановка для испытания материалов на прочность при совместном действии кручения и осевой нагрузки, содержащая корпус, установленные в нем пассивный и активный захваты для образца и кинематически связанный с активным захватом нагружающий винтовой механизм, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности исследования энергообмена между нагружающей системой и образцом при независимом изменении осевой и крутящей нагрузок, установка снабжена установленной на торце винта механизма, обращенном к пассивному захвату, платформой, закрепленной с возможностью фиксированного поворота вокруг оси винта, и цилиндрической пружиной, один конец которой закреплен на платформе, а другой - на активном захвате, а гайка механизма установлена на корпусе с возможностью фиксированного поворота вокруг своей оси.2. Установка по п.1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью исследования разгрузки образца сМ ЕЗаказ 3574/44 Тираж 776 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпл делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5в е м Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4 участием энергии нагружающей системы,она снабжена ползуном, установленнымна корпусе с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси захватов,и диском, установленным на ползунес возможностью фиксированного поворота вокруг оси захватов, а пассивныйзахват закреплен на диске.5