Установка для испытания материаловна малоцикловую усталость причистом изгибе

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистичесиикРеспублик о 1800811(51)М, Кл. 6 01 М 3/34 Гесудерствеай квинтет СССР пв делам кзебретений к вткрнтнв(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА МАЛООИКЛОИУЮ УСТАЛОСТЬ ПРИ ЧИСТОМ ИЗГИБЕИзобретение относится к исследованиюпрочностных свойств материалов, а именно к установкам для испытания на малоцикловую усталость,Известна установка для испытании наусталось образцов при чистом изгибе,содержащая станину, привод. нагружжения,вертикальные стойки с захватами длйкрепления образцов, подвижную и неподвижную траверсы, соединенные соответственно с приводом и станиной, конт10рольно-измерительную аппаратуру, систему реверса привода нагружения 11.Недостатком данной установки является невозможность соединения мягкого ре- тжима нагружения при испытании образцовна малоцикловую усталость, так как величина максимального значения нагрузкине является стабильной и зависит от деформации образца.20По основному авт. св. Ъ 697875 известна установка для испытания материалов на малоцихловую усталоссь причистом изгибе, содержащая станину,расположенные на ней привод нагружения и устройство для передачи нагрузки на образец, включающее две вертикальные стойки с захватами для крепления образца, две траверсы, первая из которых соединена с приводом, две пары тяг, соединяющих нижний конец одной и верхний конец другой стойки соответственно с первой и второй траверсами, а также устройство для ограничения экстремальных значений нагрузки, которая выполнена в виде коромысла, шарнирно соединенного со второй траверсой, горизонтально расположенных оычагов с грузами, одни концы которых установлены на общей с коромыслом оси, и токоведущих опор для других концов рычагов, образующих с опорами контактные пары 2.Однако невозможно проведение испытаний при программном нагружении, т.е, отсутствие возможности ступенчатого изменения циклической нагрузки вследствие того, что величина нагрузки, на которую настроено устройство для огра 3 8008ничения экстремальных значений, не можетбыть автоматически изменена в процессеиспытания,Цель изобретения - осуществлениеступенчатого изменения циклической нагрузки при программных испытаниях материалов,Указанная цель достигается тем, чтоустройство для ограничения экстремальных значений нагрузки снабжено дополнительными рычагами с грузами, одниконцы которых устанолвены на общейс коромыслом оси, а другие оперты натоковедушие опоры, электромагнитами,служащими для соединения или разъединения дополнительных рычагов с пер-выми рычагами при изменении нагрузки,и блоком программного управления, ккоторому подключены электромагниты.На фиг. 1 представлена установкадля испытания материалов на малоцикловую усталость при чистом изгибе, ана фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1,Установка содержит станину 1, привод 2 нагружения, устройство для пере 25 дачи нагрузки, включающее две вертикальные стойки З,и 4 с захватами для крепления образца5, траверсы 6 и 7, две пары тяг 8 и 9, 10 и 11, соединяющих нижний конец стойки 4 и верхний конец стойки 3 с траверсой 7 и верхний конец стойки 4 и нижний конец стойки 3 с траверсой 6. Траверса 6 соединена с приводом 2 нагружения, а траверса 7 шарнирно соединена с 35 коромыслом 12 устройства для ограничения экстремальных значений нагрузки.Устройство для ограничения экстремальных значений нагрузки включает горизонтально расположенные рычаги 13 40 и 14 с грузами 15 и 16, взаимодействующие с коромыслом 12, и дополнительные рычаги 17 и 18 с грузами 1,9 и 20, одни концы 1 которых установлены на обшей с коромыслом 12 оси 21, 45 а другие оперты на токоведущие опоры 2 Т и 23. Лежащие на опорах 22 и 23 концы рычагов 13 и 14 образуют с опорами 22 и 23 контактные пары, которые включены в цепь управления (не показана) 5 О привода 2 нагружения. На рычагах 13 и14 установлены электромагниты 24 и 25, служащие для соединения или разъединения дополнительных рычагов 17 и 18 с рычагами 13 и 14 при изменении на грузки. Сердечники электромагнитов 24 и 25соединенные со штоками 26 и 27, под 114действием пружин 28 и 29 стремятся отделиться от обмоток электромагнитов 24 и 25. При отсутствии напряжения на обмотках электромагнитов штоки 26 и 27 под действием пружин 28 и 29 имеют возможность входить в отверстия рычагов 17 и 18, обеспечивая совместную работу рычагов 13 и 17, 14 и 18 с грузами 15 и 16, 19 и 20.Блок 301 программного управления содержит два реле счета импульсов и подключен к электромагнитам 24 и 25. Он позволяет установить любое заранее выбранное число импульсов (циклов) в каждом блоке программного нагружения цериодически включать или отклю- чать электромагниты 24 и 35 при достижении заданного числа импульсов (циклов) вплоть до разрушения образца.Для управления реверсом привода 2 устройство оснащено двумя парами микропереключателей 31 и 32, 33 и 34,Стойки 3 и 4, изготовленные из пружинной стали, служат одновременно динамометрами. Для регистрации диаграмм циклического деформирования установка оснащена двухкоординатным электронным потенциометром (не показан), Установка позволяет проводить программные испытания материалов при нормальной и повышенной температурах. Нагрев образца осуществляется пропусканием электрического тока, С этой целью установка снабжена понижающим трансформатором, аппаратурой для измерения и поддержания заданной температуры (не показаны). Установка имеет также счетчик числа циклов (не показан) .В режиме мягкого программного нагружения при чистом изгибе установка работает следующим образом, .Посредством блока 30 программного управления запитываются обмотки электромагнитов 24 и 25. При перемещении траверсы 6 вправо усилия в тягах 8 и 9, 10 и 11 создают две пары сил, изгибающих образец выпуклостью вверх, при этом усилие передается посредством коромысла 12 на рычаг 13, постепенно разгружая токоведуюшую опору 22. При достижении в образце 5 заданного значения изгибающего момента, равного моменту М щах от груза 15 весом Я 1 на плече( М щоХ = Я,), левый конец рычага 13 разъединится с токоведушей опорой 22. При этом произойдет разрыв электрической цепи, что приведет к реверсу электродвигателя. Рычаг 13 ляжет на опору 22, траверса 6 начнет пе5 8008ремешаться влево, нагружая образец 5изгибающим моментом обратного знака.Усилие посредством коромысла 12 будетпередаваться на рычаг 14 с подвешен-ным грузом 16. При дальнейшем движении траверсы 6 влево рычаг 14разъединится с токоведушей опорой 23при значении изгибающего момента М;,равном моменту от груза 16 весомна плече 8 (М ;=9 О, Электрическая 19цепь разорвется и снова произойдетреаерс электродвигателя,Такой режим нагружения будет поддерживаться на протяжении первой ступени программы, При достижении уста- Иновленного для первой ступени нагружения заданного числа циклов посредствомблока 30 программного управления, обмотки электромагнитов 24 и 25 обесточатся, штоки 26 и 27 под действием Зрпружин 28 и 29 войдут в отверстия рычагов 17 и 18, обеспечивая совместнуюработу рычагов 13 и 17, 14 и 18 сгрузами 15 и 19, 16 и 20.Экстремальные значения изгибаюшего момента Ммах = ( Й + 9) 6 иМ 4= ( Яф 94) 8, где Яи 94 - весагрузов 19 и 20, будут ограничены весами грузов 15 и 19, 16 и 20. Реверсэлектродвигателя осуществляется анало- Зргично. Продолжительность каждой ступенив блоке нагружения может устанавливаться с помощью реле счета импульсов, асами блоки нагружения будут периодически повторяться вплоть до разрушенияобразца. Путем соответствующего подбора грузов 15 и 19, 16 и 19 можноосуществлять испытания с различнымкоэффициентом асимметрии по нагрузкам.Для работы установки при пульсирую рщем цикле (К -О) рычаги 17 и 1.8 сгрузами 16 и 20 убираются, а токоведущую опору 23 устанавливают наопорный палец коромысла 12 для рыча-.га 13. При нагружении образца асиммет 1 эричным циклом с коэффициентом 1 О 11 6грузы 16 и 20 подвешивают к опорному пальцу коромысла 12 для рычага 13.Установка может работать также в режиме жесткого программного нагружения в условиях чистого изгиба. Для этого коромысло 12 жестко крепится к станине 1. Достижение заданного прогиба образца и асимметрии цикла осуществляется с помощью микропереключателей 31и 32, 33 и 34. Блох 30 программногоуправления обеспечивает реверс приводанагружения по сигналам той или инойпары микропереключателей 31 и 32,33 и 34,Применение предлагаемой установкидля испытаний материалов на малоцикловую усталость позволит повысить производительность программных испытанийпри ступенчатом изменении нагрузки. формула изобретения Установха для испытания материаловна малоцикловую усталость при чистомизгибе по авт. св. Ио 697875, о т л ич а ю ш а я с я тем, что, с целью ступенчатого изменения циклической нагрузки при программных испытаниях материалов, устройство для ограничения экстремальных значений нагрузки снабжено дополнительными рычагами и грузами,.одни концы которых установлены на общей с коромыслом оси, а другие опертына токоведушие опоры, электромагнитами,служащими для соединения или разъединения дополнительных рычагов с первымирычагами при изменении нагрузки, и блоком программного управления, к которомуподключены электромагниты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 513297, кл, 6 01 И 3/34, 1.974.2, Авторское свидетельство СССРМ 697875, кл.003.М 3/34, 197880081118 1 ФСоставитель А. Зайцев Редактор М. Лысогорова Техред Л Пекарь Корректор Г Решетники Заказ 10407/56 Тираж 918 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4