Устройство для испытания образцов на прочность в труднодоступных условиях

(5)5 6 01 й 3/08 ТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВ АВТОРСКОМ 2 бд СО СЧ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Тольяттинский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1402056, кл. 6 01 й 3/04, 1988.54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ПРОЧНОСТЬ В ТРУДНОДОСТУПНЫХ УСЛОВИЯХ(57) Использование: испытания конструкционных материалов на механические свойства. Цель: расширение функциональныхвозможностей устройства. Сущность изобретения: устройство содержит пространственную раму, выполненную в виде двухскрещенных под прямым углом коромысел,жестко связанных в центре перпендикулярИзобретение относится к измерительной технике, в частности к испытаниям конструкционных материалов на механические свойства,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для испытания на прочность, принятое за прототип, содержащее пространственную раму, выполненную в виде двух скрещенных под прямым углом коромысел, жестко связанных в центре перпендикулярным им центральным стержнем и скрещенных под прямым углом двуплечих рычагов, предназначенных для шарнирного приложения нагрузки вдоль оси центрального стержня,нем, искрещенплечих рычагов, нирного прилои центрального нцх между собой нц посредством которые установответствующими чагов и коромц" жено жестко заоси захватов х выбрано из усо разрушения чеутки времени. тройство позвоия образцов на начала испытазаданное время. ным им центральным стерж ных под прямым углом дву предназначенных для шар жения нагрузки вдоль ос стержня. Концы параллель коромысла и рычага связа захватов и ограничителей, лены между захватами и со этим захватам концами рь сел. Устройство также снаб крепленными параллельно стержнями, сечение которы ловия их последовательног рез заданные промеж Положительный эффект: ус ляет производить испытан прочность как сразу после ний, так и после выдержки 1 табл. 3 ил. Одноименные концы параллельных междсобой коромысла и рычага связаны посредством захватов и ограничителей,Недостатком этого устройства являетсяограниченная область применения вследствие невозможности обеспечения передачинагрузки на образцы как сразу после началаиспытаний, так и после выдержки заданноевремя,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения передачи нагрузки наобразцы как сразу после начала испытаний,так и после выдержки заданное время.Для этого ограничители установлены Образцы 6-11 имеют различные рабомеждузахватамиисоответствующимиэтим,. чие сечения, подобранные так, чтобы ихзахватам концами рычагов и коромысел, а пределы прочности располагались междуустройство снабжено жестко закрепленны- наименьшим и наибольшим предельнымими параллельно оси захватов стержнями, 5 напряжениями, создаваемыми в образцахсечение которых выбрано из условия их по- абоуоЬо 1 опц. Образцы кажследовательного разрушения через задан- дой пары 6-7; 8-9; 10-11, выполненные заодные промежутки времени. но (из одной заготовки или неподвижноНа фиг,1 схематично изображено пред- соединенные сварочным швом), посредстлагаемое устройство; на фиг,2 - схема креп вом центрального отверстия без зазора залений образцов; на фиг.З - пример креплены на штыре "а" ограничителя 12 иобработки результатов испытания. посредством выступов на концах с зазоромУстройство содержит пространствен- . Л установлены в отверстиях перемычкиную раму, состоящую из центрального стер, Один из,внешних концов образца систежня 1 и двух коромысел 2, двуплечие рычаги 15 мы А; В, С, О (на фиг.1 образца 6) без зазора3 и 4, стержни 5, образцы (например, шесть установлен на концах двуплечего рычага 2 иштук)6-11,ограничители 12 иперемычки 13. коромысла 3, Второй внешний конец крайКоромысла 2, скрещенные под прямым него образца.(на фиг.2 образца 11) - с зазоуглом, жестко связаны в центре перпенди- ром 2 Ь установлен на концах двуплечегокулярным центральным стержнем 1, Дву рычага 2 и коромысла 4,плечие рычаги 3 и 4 скрещены также под Устройство работает следующим обрапрямым углом и совместно с коромыслами зом.2 расположены в параллельных плоскостях, Груз Р, приложенный к двуплечему рыперпендикулярных центральному стержню чагу 4, воздействует на блоки В и О, через1, 25 них на коромысло 2, центральный стерженьКонцы двуплечего рычага 3, в центре1 идалеенаблокиАи С,установленные накоторого шарнирно закреплен груз Р, свя- концах двуплечего рычага 3, закрепленногозаны с соответствующим коромыслом 2, на основании.расположенным в плоскости, проходящей В момент погружения к каждому блокучерез ось стержня 1, посредством захватов 30 прикладывается нагрузка Р/2. При этом вблоков В и О. Каждый из этих блоков вклю-блоке А привлиянии мгновенного воэдейстчает стержень 5, сечение которого выбрано вия среды, например облучения (накоплениз условия разрушения через заданный ное воздействие среды пока отсутствует),промежуток времени, и параллельно соеди- разрушаются образцы, напряжения в котоненную с ним систему, последовательно 35 рых превысили предел прочности(на фиг,1расположенных образцов 6-11, ограничите- показан разрушенным образец 6 блока А).лей 12 и пеоемычек 13. Силовая цепь этого блока при этом не разКонцыдву.плечего рычага 3, центр ко- рушается, так как нагрузка на месте разру. торого шарнирно закреплен на основании, шенного образца воспринимаетсясвязаны с соответствующиМ коромыслом 2, 40 ограничителем 12 при выбранном зазоре срасположенным в плоскости, также прохо- двуплечим рычагом 3.дящей.через ось центрального стержня 1, Одновременно, т.е. в момент нагружепосредством блоков захватов А и С, Блок С ния устройства, нагружаются стержни 5также, как блоки В и О, включает стержень блоков В, С, О. В момент разрушения стер 5 и параллельно расположенную с ним сис жня 5 блока В, сечение которого выбрано изтему последовательно соединенных образ- условия разрушения через периодцов 6-11, ограничителей 12 и перемычек 13, Лт (фиг,3), происходит нагружение образа блок А -только систему образцов, ограни- цов этого блока. На фиг.1 показаны разручителей и перемычек. шенными вследствие воздействия среды,Каждый стержень 5 в блоках В, С, О без 50 например облучения за период Ь т, образзазора закреплен на коромысле 2 и соответ- цы 6, 7, 8.ствующем конце двуплечего рычага 3 или 4. В блоке С стержень 5 разрушается чеКаждая из систем, входящая в блоки А, . рез период 2 Л т. В этот момент происходитВ, С, О, содержит ограничители 12, последо- нагружение образцов этого блока. На фиг.1вательно без зазора соединенные междусо показаны разрушенными вследствие возбой перемычками 13. Крайние концы . действиясредызапериод 2 Ьт образцы 6,перемычек с зазором Л установлены на 7, 8, 9,концах рычагов 2 и соответствующих коро- В блоке О, в котором сечение стержня 5мыслах 3 или 4. выбрано из условия разрушения его черезпериод 3 Лт, стержень 5 показан не разрушенным, т.е, зафиксировано положение в момент, когда время разрушения стержня 5 этого блока еще не наступило (2 Лт т 3 Лт), На фиг,1 образцы этого блока показаны ненаг руженнымиП р и м е р. При испытании листового материала ОХ 16 М 15 МЗБ толщиной 0,25 мм при температуре 650 С и грузе 18 кг назначены параметры образцов, приведенные в 10 таблице;Интервал долговечности эталонных образцов назначен Ьт =600 ч (25 суток).В блоке А(в момент нагружения устройства) разрушен образец 6. Следовательно, 15 предел прочности при мгновенном воздействии среды равен среднему напряжениюсмежных разрушенного и неразрушенного образцов:ОЬ = 0,5(06 + 07)=0,5(270+240)=255 М Па 20 (25,5 кг/мм ).В блоке В через 600 ч после начала испытания при разрушенных образцах 6, 7, 8:сб 00 =0,8 ав +09)=05(210 180185 25 МПа (19,5 кг/мм ).В блоке С через 1200 ч при разрушенных образцах 6. 7, 8, 9:о 12 оо=0.5(а + п 1 о )=0,5(180+150)=165 МПа (16,5 кг/мм ). 30В блоке О через 1800 ч при разрушенных образцах 6, 7, 8, 9, 10:01800=0,510 + 01 0=0,5(1 50+120)=135 МПа (13,5 кг/мм ).35На основании полученных данных строят график зависимости предела прочности от времени воздействия среды, напримероблучения (фиг.2).Предлагаемое устройство в отличие отбазового позволяет определять пределпрочности материалов, предназначенныхдля изготовления конструкций, эксплуати-,руемых длительное время в труднодоступных условиях, например в активной зонеядерного реактора как сразу после началаиспытаний, так и после выдержки заданноевремя,ф о р мул а изобретенияУстройство для испытания образцов напрочность в труднодоступных условиях, содержащее пространственную раму, выполненную в виде двух скрещенных подпрямым углом коромысфл, жестко связанных в центре перпендикулярным им центральным стержнем, и скрещен под прямымуглом двуплечих рычагов; предназначенныхдля шарнирного приложения нагрузкивдоль оси стержня, акаждый одноименныйконец параллельных между собой коромысла и рычага связаны посредством захватоФдля образцов и ограничихелей, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширениефункциональных возможностей устройствапутем обеспечения передачи нагрузки наобразцы как сразу после начала испытаний,так и после выдержки заданное время, ограничители установлены вежду захватами исоответствующими этим эахватам концамирычагов и коромысел, а устройство снабжено жестко закрепленными параллельнО осизахватов стержнями, сечение которых выбрано из условия их последовательного разрушения через заданные промежуткивремени.1786385 00 Составитель Г.ГаврилоТехред М.Моргентал Корректор В,Петраш Реда кто Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,ул, Гагарина, 10 Заказ 243 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и Открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5