Установка для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов

ОЮЗ СОВЕТСКИХ 2 3 ш 601 М 3/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Е ИЗОБРЕТЕНИЙСВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) О,Л,Толоконников, В.И,Степунин, В,Ф,Астапов и А,Г,Моисеев (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) 1, Авторское свидетельство СССР Иф 353172, кл, О 01 И 3/02, 1971,. 2, Авторское свидетельство СССР 11 351127, кл, 6 01 й 3/10, 1966(54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОЖНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ ИАТЕРИАЛОВ, содер. жащая, герметичную камеру, размещенные в ней неподвижный и подвижный , захваты для образца, измеритель осе. вого усилия, связанный с неподвижОПИСАНИК АВТОРСКОМ Фным захватом, нагружающий шток с осевым каналом, соединенный с подвижным захватом, средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой и каналом штока, датчики деформации образца и измеритель давления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повешения точности, нагружающий шток выполнен ступенчатым с равными диаметрами на концах и радиальными каналами и установлен в камере так, что его концы выступают за ее пределы, а средства гидравлического нагружения выполнены в виде двух мультипликаторов, полости высокого давления которых сообщены соответственно с камерой и с осевым каналом штока, и дифференциального насоса, сообщенного с полостями низкого давления мультипликаторов.Изобретение относится к техникеиспытаний материалов на прочность,в частности к устройствам для испытанийматериалов при двухосномрастяжении в нормальных условияхи условиях высокого гидростатичес 1 кого давления,Известна установка для высокоскоростного испытания. материалов,содержащая герметичную камеру, введенные в нее с помощью уплотненийзахваты для размещаемой в камере рабочей части образца и средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой 1 1,Недостатком установки являетсянизкая точность, обусловленная влиянием силы трения захватов в уплотнениях, а также изменением гидростатического давления в камеревследствие изменения находящегосяв ней объема образца в процессеего деформирования,Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эФФекту является установкадля исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцовматериалов, содержащая герметичнуюкамеру, размещенные в ней неподвижный и подвижный захваты для образца, измеритель осевого усилия,связанный с неподвижным захватом,нагружающий шток с осевым каналом,соединенный с подвижным захватом,средства гидравлического нагружения,сообщенные с камерой и каналом штока, датчики деформации образца иизмеритель давленияНагружающийшток выполнен гладким и установлентак, что один его конец расположенза пределами камеры, а средства гидравлического нагружения -.ыполнены ваиде невзаимосвязанных источников,служащих для нагружения образца внутренним и внешним гидростатическимдавлением,Недостатком установки являетсянизкая точность, обусловленная зависимостью величины осевой нагрузки,действующей на образец, как от внутреннего, так и от внешнего давлениявследствие того, что один из концовштока размещен в камере, а также непостоянством гидростатического давления в камере при реформировании образца вследствие изменения объема,занятого сжатой жидкостью,5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55Цель изобретения - повышение точностиУказанная цель достигается тем,что в установке для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов, содержащейгерметичную камеру, размещенные вней неподвижный и подвижный захваты для образца, измеритель осевогоусилия, связанный с неподвижным захватом, нагружающий шток с осевым каналом, соединенный с подвижным захватом, средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой и каналом штока, датчики деформации образца и измеритель давления, нагружающий шток выполнен ступенчатым с равными диаметрами на концах и радиальными каналами и установлен в камере так, что его концы выступаютза ее пределы а средства гидравлического нагружения выполнены в видедвух мультипликаторов, полости высокого давления которых сообщены соответственно с камерой и осевым каналом штока, и дифференциального насоса, сообщенного с полостями низкого давления мультипликаторов.На Фиг, 1 представлена установка,общий вид; на фиг, 2 - средства гид"равлического нагружения,Установка для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов содержитгерметичную камеру 1, размещенныев ней неподвижный 2 и подвижный 3захваты для образца 4, измеритель5 осевого усилия, связанный с захватом 2, ступенчатый нагружающий шток6 с осевым 7 и радиальными 8 каналами, который соединен с подвижнымзах"атом 3 и установлен в камере 1так, что его концы 9 и 10 равных диаметров выступают за ее пределы,тензометрические датчики 11 деформации образца 4 измеритель 12 давления, служащий для измерения разности давлений внутри и снаружи образца 4, средства гидравлическогонагружения, выполненные в виде двухмультипликаторов 13 и 14, полости15 и 16 высокого давления которыхсообщены соответственно с камерой1 и осевым каналом 7 штока 6, идифференциального насоса 15, сообщенного с полостями 17 и 18 низкогодавления мультипликаторов 13 и 14узел 19 управления, узел 20 низкого давления, привод 21 дифференциаль(не показана), траверса 22 которойвзаимодействует со штоком 6, и кла-пан 23 одностороннего действия,установленный в камере 1,Установка работает следующим образом.Перед началом испытаний собирается капсула, содержащая шток 6 сзакрепленным на. нем образцомизмерител.ь 5 осевого усилия, измеритель .12 давления и клапан 23, Капсула. вводится через крышку 1,не показанав камеру 1, При испытанииобразца 4 в условиях гидростатического давления в камере 1 создаетсяпредварительное давление мультипликатором 14, .При этом рабочая жидкость через клапан 23 заполняет полость внутри образца 4 и через радиальные. 8 и осевой 7 каналы штокапоступает в полость.15 мультипликатора 13 отводя его поршень в исходное положение. После создания всестороннега давления производят нагружение образца 4 внутренним избыточным давлением от мультипликатора13 и осевой силой 1 через. шток 6от траверсы 22 разрывной .машины,Величина избыточного давления определяется жесткостью образца 4 и не зависит от гидростатического давления, которое .сохраняется постоянным при раздаче образца 4 под действием избыточного давления благода: ря тому, что камера 1, клапан 23,внутренняя полость образца 4, осевой7 и радиальные 8 каналы штока 6,мультипликатор 13, дифференциальныйнасос 15 и мультипликатор 14 образуют замкнутую гидравлическую систему,и поршни мультипликаторов 13 и 14синхронно перемещаются во взаимо"противоположных .направлениях придеформации образца 4, Осевая деформация образца 4 под действием усилийразрывной машины также не нарушаетпостоянства гидростатического давле".ния, так как перемещение штока 6не вызывает изменения объема предварительно сжатой жидкости благодаряравенству диаметров концов 9 и 10штока 6, Таким образом, гидростати"ческое давление не зависит от избыточного давления внутри образца 4и осевой силы, сохраняя заданныйуровень в ходе всего эксперимента,Изобретение позволяет повыситьточность проведения испытаний эасчет обеспечения постоянства гидростатического давления..Филиал ПП оектная Ужгород, ул,Тираж ВНИИПИ Госу по делам 113035, Иос ееПодписмитета СССРкрытийая наб., д рственного ко обретений и о , Ж, Рауас