Устройство для нагружения образцов внешним давлением и изгибающим моментом

(51)5 6 01 й 3/12, 3/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сти(71) Московский институт теплотехники(56) Авторское свидетельство СССРМ 1589117, кл. 6 01 М 3/12, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРУЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ВНЕШНИМ ДАВЛЕНИЕМ И ИЗГИБАЮЩИМ МОМЕНТОМ(57) Изобретение относится к испытательной технике, Цель изобретения - повышение точности путем исключения действия Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для нагружения трубчатых и оболочечных образцов внешним давлением и изгибающим моментом и является усовершенствованием изобретения по авт,св. % 1589117,Цель изобретения - повышение точноНа фиг.1 приведен общий вид устройства, разрез; на фиг.2 - узел на фиг.1; на фиг.З - вид А на фиг,1; на фиг.4 - .узел И на фиг.З; на фиг,5 - вид Б на фиг. 4; на фиг,6- вид В на фиг.4.Устройство для нагружения образцов внешним давлением и изгибающим моментом содержит силовую раму 1, закрепленную на ней камеру 2, выполненную из секций 3 и 4, охватывающих образец 5 с образованием полости 6, эластичные плоаз 50 1716377 А 2 силы тяжести секции камеры. На силовой раме 1 закреплена камера 2, состоящая из секций 3 и 4, между торцами которых установлены эластичные плоские кольцевые вставки 7. Нагружающий диск 10, на котором установлен образец 5, связан со свободным торцом камеры 2 двумя шарнирами, установленными симметрично относительно оси камеры 2 в. плоскости, перпендикулярной плоскости установки силовозбудителей 11, и выполненными в виде винта с гайкой, опорная поверхность которой выполнена полусферической. При действии изгибающего момента на образец 5 секции 3 и 4 благодаря вставке 7 смещаются одна относительно другой. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. ские кольцевые вставки 7, каждая из кото-. 0 рых герметично прикреплена винтами 8 и 9 к торцам смежных секций 3 и 4 по контурам, образующим концентрические окружности.Устройство содержит также нагружающий 4 диск 10, установленный на образец 5, силовозбудители 11, закрепленные на раме 1, тяги 12, которые связаны с нагружающим к ) диском 10, и источник давления (не показан), соединенный с полостью б.Устройство снабжено двумя шарнирами (фиг.3,4), связывающими нагружающий диск 10 и свободный торец камеры 2 и установленными симметрично относительно оси камеры 2 в плоскости, перпендикулярной плоскости установки силовозбудителей 11. Каждый из шарниров выполнен в виде винта 13 с гайкой 15, опорная поверхность которой выполнена полусферической. Сво 1716377бодный торец камеры 2 (секция 3) выполнен с резьбовыми отверстиями, в которых установлены винты 13, а нагружающий диск 10 выполнен со сквозными ступенчатыми отверстиями 23, при этом поверхности наружных ступеней выполнены полусферическими и контактируют с полусферическими поверхностями гаек 15. Отверстия 23 нагружающего диска 10 выполнены овальными, вытянутыми в плоскости установки силовозбудителей 11.Для обеспечения сборки устройства в нем предусмотрены проушины 14, закрепленные на поверхности нагружающего диска 10, обращенного к свободному торцу камеры 2, и штифтами 16, Кроме того, винт 13 выполнен из двух резьбовых участков разного диаметра 17, 18, сопряженных между собой через полусферическое скругление 19, обращенное вершиной к резьбовому участку 17 меньшего диаметра. В резьбовом участке 18 большего диаметра выполнено диаметрально расположенное отверстие 20 под штифт 16 и соосно ему выполнены отверстия 21, 22 под штифт 16 в проушинах 14, Штифты 16 установлены в отверстиях 21 и 22 проушины 14 с возможностью поперечного перемещения. Для герметизации устройства предусмотрены уплотнения 24.Сборку устройства проводят следующим образом,Сначала устанавливают испытуемый образец 5 на раму 1, закрепляют его нижним торцом на раме 1 и герметизируют образец 5 уплотнениями 24, Затем устанавливают на раму 1 секцию 4 камеры 2 и закрепляют ее нижним торцом на раме 1, при этом верхний торец секции 4 остается свободным. На этом этапе сборки эластичную плоскую кольцевую вставку 7 к верхнему торцу секции 4 винтами 8 не крепят. Далее закрепляют вставку 7 винтами 9 к нижнему торцу секции 3, после чего предварительно соединяют верхний торец секции 3 с нагружающим диском 10. Для этого устанавливают на верхнем торце секции 3 винты 13, пропускают их резьбовые участки 17 меньшего диаметра в овальные отверстия 23, выполненные в нагружающем диске 10, и пропускаютчерез отверстия 21 и 22, выполненные в проушинах 14, и через отверстия 20, выполненные в резьбовых участках большего диаметра 18 винтов 13, штифты 16. Отверстия 21 и 22 проушин 14 выполнены существенно большего диаметра, чем у штифтов 16. Это позволяет штифтам 16 свободно перемещаться в поперечном направлении в отверстиях 21 и 22 проушин 14, что, в свою очередь, позволяет свободно перемещаться винтам 13 в осевом и в поперечном направлениях. В то же время даже без установки гайки 15 осуществляется, хотя и предварительное, скрепление верхнего торца секции 3 с на гружающим диском 10 через разгружающиевинты 13, штифты 16 и проушины 14.Далее вывешивают нагружающий диск10 с прикрепленной к нему секцией 3 над секцией 4, Благодаря тому, что секция 3 10 скреплена с нагружающим диском 10 черезштифты 16, установленные с возможностью поперечного перемещения в отверстиях 21 и 22 проушин 14, а также благодаря тому, что резьбовые участки меньшего диаметра 15 17 винтов 13, пропущенные в овальные отверстия 23 нагружающего диска 10, остаются ненагруженными при вывешивании нагружающего диска 10, создаются благоприятные условия для дальнейшего монта жа и регулировки устройства дляиспытаний. После вывешивания нагружаю- щего диска 10 с прикрепленной к нему секцией 3 над секцией 4 устанавливают нагружающий диск 10 на образец 5, при 25 этом гайками 15 регулируют положение секции 3 относительно секции 4, добиваясь такого расположения секции 3 по высоте, при котором возможно скрепление эластичной плоской кольцевой вставки 7 с верхним тор цом секции 4 винтами 8 и одновременноисключение действия веса секции 3 на вставку 7. Так как штифты 16 установлены в отверстиях 21 и 22 проушин 14 с зазором, штифты 16 не препятствуют регулировке по ложения секции 3 относительно секции 4.После окончания регулировки скрепляют вставку 7 с верхним торцом секции 4 винтами 8 и с помощью тяг 12 и силовозбудителей 11 соединяют нагружающий диск 40 10 с силовой рамой 1.Затем проводят нагружение образца 5внешним давлением путем подачи рабочей среды в полость 6 и изгибающим моментом при помощи силовозбудителей 11. При этом 45 устройство работает следующим образЬм.При действии изгибающего момента наобразец 5 секции 3 и 4 благодаря кольцевой вставке 7 могут смещаться друг относительно друга в осевом и поперечном направлении, что делает камеру 2 податливой и 50 исключает ее противодействие изгибающему моменту. Этому способствует также и то, что на кольцевую вставку 7 не действует вес секции 3, так как секция 3 как бы подвешена на винтах 13 к нагружающему диску 10. Ука занное обстоятельство позволяет при выборе толщины кольцевой вставки 7 исходить из соображения ее наибольшей податливости и не делать ее слишком толстой и прочной для того, чтобы она выдерживала вес1716377 А секции 3, Кроме того, разгруженная от веса секции 3 вставка 7 меньше противодействует взаимному смещению секций 3 и 4 при нагружении образца 5 и его деформировании при действии изгибающего момента. Взаимному смещению секций 3 и 4 не препятствуют и винты 13, так как они выполнены с полусферическим скруглением 19, обращенным вершиной к нагружающему диску 10 и скреплены с полусферическими гайками 15, контактирующими с полусферической поверхностью нагружающего диска 10. Кроме того, овальные отверстия 23, выполненные в нагружающем диске 10, вытянуты в плоскости установки силовозбудителей 11, т.е. в той плоскости, в которой происходит перемещение образца 5 и секции 3 и 4 при действии изгибающего момента, Винты 13, оси штифтов 16 и отверстий под них 20, 21, 22 в винтах 13 и проушинах 14 расположены в плоскости, проходящей через продольную ось образца 5 перпендикулярно плоскости установки силовозбудителей 11, т,е. расположены в нейтральной плоскости при перемещении образца 5 и секций 3 и 4 при действии изгибающего момента.По сравнению с известным техническим решением настоящее устройство позволяет разгрузить вставку 7 от веса расположенной над ней секции 3, повыситьподатливость вставки 7 и тем самым повысить точность нагружения,Формула изобретения5 1, Устоойство для нагружения образцоввнешним давлением и изгибающим моментомпо авт.св. М 1589117, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности, оноснабжено двумя шарнирами, связывающи 10 ми нагружающий диск и свободный торецкамеры и установленными симметрично относительно оси камеры в плоскости, перпендикулярной плоскости установкисило возбудителей,15 2.Устройство поп.1,отл ич а ю щеес я тем, что каждый из шарниров выполненв виде винта с гайкой, опорная поверхностькоторой выполнена полусферической, свободный торец камеры выполнен с резьбо 20 вым отверстиями, в которых установленывинты, а нагружающий диск выполнен сосквозными ступенчатыми отверстиями, приэтом поверхности наружных ступеней выполнены полусферическими и контактируют25 с полусферическими поверхностями гаек,3, Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что отверстия нагружающегодиска выполнены овальными, вытянутыми вплоскости установки силовозбудителей.30. Сегляник КНТ СССР Производствен Заказ ВДЕВо 0 У И:3 иСОЗИО фГ ясКОЬОИ оставитель .А. Архиповехред М.Моргентал Тираж ПодписноеИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1