Установка для испытания образцов и фрагментов пространственных конструкций при многоосном нагружении

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 7907 19)5 6 01 И 3/32 ЗОБ ТЕ Я ОПИСАНИ ТЕНТУ гментов пропри многоосГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1499170, кл, 6 01 К 3/32, 1979.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ И ФРАГМЕНТОВ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ МНОГООСНОМ НАГРУЖЕНИИ(57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам дляиспытаний образцов и фрастранственных конструкций Изобретение относится к устроиствам для испытания образцов, деталей машин, узлов конструкций, оболочек и др. (Применяемых в строительстве, машино-, суда-, самолето- и ракетостроении) из различных материалов при сложном напряженном состоянии трехосного нагружения. Известна установка типа "Трояно", содержащая силовой контур из упругого кольца, верхней и нижней опорных плит, тяги и четырех стоек между которыми располагается стандартный образец для испытания на замедленное разрушение при одноосном нагруже:- ии, Недостатком данного устройства является возможность испытания на замедленное разрушение только при одноосном растяжении,ном нагружении. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения как варьирования нагрузками на любой из осей нагружения, так и изменения направления этих осей в период нагружения и после релаксации. Установка содержит силовой контур в виде связанных между собой рам, нагружающие звенья, включающие захваты образцов, тяги и силоизмерители, рамы, расположенные в перпендикулярных плоскостях выполнены в виде жестких колец, а каждая из остальных - в виде двух полуколец соединенных шарниров, силоизмерители выполнены в виде упругих колец, установленных между соответствующими нагружающими элементами и соответствующими захватами. 1 з,п. ф-лы, 4 ил. И Известна установка для трехосного нагружения образца нагрузками одного знака, выполненная из трех пар опорных плит и связанных с ними шарнирно двумя взаимно перпендикулярно расположенными параллелограммами, Недостатком этой установки является взаимозависимость уровней нагружающих усилий по. всем осям, а также ограниченность действия их только по трем осям. Кроме того, испытание при этом ведется на растяжение без учета фактора времени,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения как варьирования нагрузками по любой из осей нагружения, так и изменения направления этих осей в период нагружения и после релаксации.Поставленная цель достигается тем, что в установке, содержащей силовой контур в виде связанных между собой рам две, из которых равномерно размещены в перпендикулярных плоскостях, нагружающие звенья, включающий захваты образцов, нагружающие элементы, тяги, каждая из которых соединена одним концом с соответствующим захватом, а другим - с соответствующим нагружающим элементом, и силоизмерители; две из рам силового контура выполнены в виде расположенных в перпендикулярных плоскостях жестких колец, а каждая из остальных - в виде двух полуколец, шарнирно соединенных своими концами с одним из жестких колец, причем кольцевые и полукольцевые рамы образуют сферическую поверхность, а силоизмерители выполнены в виде упругих колец, устан о вл е н ных м ежду сост ветствую щи м и нагружаЮщими элементами и захватами. Силоизмерители могут быть выполнены и в виде нескольких упругих колец, Для обеспечения испытаний нагрузками разных знаков, часть упругих колец установлена со стороны наружных поверхностей колец и полуколец силовой рамы, а другая часть - со стороны их внутренних поверхностей,На фиг.1 показана установка (разрез А- А), общий вид, разрез А-А на фиг, 2; на фиг, 2 - горизонтальная проекция установки; на фиг. 3 - схема частного случая размещения упругих элементов в одной плоскости дляслучая испытания образца или фрагмента конструкции при одновременном действии на него усилий сжатия по трем осям и растяжения -по одной оси; на фиг, 4 - график зависимости действующего напряжения от времени По одной из осей при повторных нагружениях до начального уровня напряжений сГ,Установка содержит расположенные в перпендикулярных плоскостях горизонтальную 1 и вертикальную 2 жесткие кольцевые огорные рамы и рамы 3 в виде полуколец. Полукольца 3 шарнирно соединены с одной из жестких кольцевых рам, а поверхность, образованная кольцевыми и полукольцевыми и полукольцевыми рамами, представляет собой сферическую поверхность, Установка содержит также выполненные в виде упругих колец силоизмерители 4, тяги 5 и штоки б, Тяги 5 и штоки б проходят радиального через упругие кольца 4, кольцевые рамы 1, 2 или полукольцевые рамы, 3 и крепятся одним концом с помощью натяжных гаек 7 соответственно на упругие кольца 4, другим концом - к испытываемому образцу 8 посредством захва 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тов 9, Нагружение образца осуществляется натяжными гайками 7. Контроль за подаваемым на образец усилием производится по индикаторам часового типа 10, т,к. упругие кольца 4 предварительно протарированы. Установка опирается на опорные стойки 11, Установка обеспечивает свободу выбора количества и направление осей нагружения, которое определяется только условиями работы реальной конструкции. Так, в представленной на фиг,1 схеме установки в горизонтальной кольцевой раме 1 нагружение осуществляется по четырем осям, а в вертикальной кольцевой 2 и составленной из полуколец 3 рамах - по двум взаимно перпендикулярным осям, Для достижения более близких к реальным условий испытаний образцов в установке силоизмеритель может быть составлен из нескольких (2 и более) упругих колец, расположенных на одной оси, Количество колец определяется величиной (уровнем) запасенной в исследуемой конструкции энергии, геометрическими параметрами самих колец, маркой стали из которых они изготовлены, а также условиями работы материала образца в реальной конструкции, Например, уровень начального напряжения оо для испытания образца, выполненного из алюминиевых сплавов или сталей, может приниматься равным 0,5 В и выше (Я - расчетное сопротивление материала), так как при этом уровне начинают проявляться реологические свойства этих материалов, При проведении испытаний разность между показаниями индикаторов в различные моменты времени испытания определяет величину изменения усилия действующего на образец или пространственную конструкцию, а следовательно ползучесть и релаксацию напряжений в нем, Время испытания определяется уровнем начального напряжения, материалом и временем эксплуатации исследуемой конструкции, Установка позволяет восстанавливать начальный уровень нагрузки, снизившийся в результате ползучести и релаксации напряжений в исследуемом материале образца, т,е. обеспечивать повторное нагружение без разгрузки образца (фиг.4), Конструкция заявляемой установки позволяет осуществлять различные виды и варианты нагружения образцов, Так, на фиг,1 и 2 изображена установка. с помощью которой испытываемый образец подвергается воздействию только растягивающих усилий. При этом упругие кольца 4 размещены на внешней стороне кольцевых рам 1, 2 и полукольцевых рам 3, Аналогично этому варианту можно1790751 производить испытания при действии на образец только сжимающих усилий. В этом случае упругие кольца 4 должны быть размещены на внутренней поверхности рам силового контура. Изображенная на фиг.З схема размещения упругих колец показывает возможность установки: вариантность одноФормула изобретения 1, Установка для испытания образцов и фрагментов пространственных конструкций при многослойном нагружении, содержащая силовой контур в виде связанных между собой рам, две из которых равномерно размещены в перпендикулярных плоскостях, нагружающие звенья, включающие захваты образов, тяги, каждая из которых соединена одним концом с соответствующим захватом, а другим - с соответствующим нагружающим звеном, и силоизмерители, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения как варьирования нагрузками на любой из осей нагружения, так и изменения направления временного нагружения образца или фрагмента конструкции усилиями разного знака, В этом случае при действии сжимающих усилий упругие кольца разме щены на внутренней поверхности рам силового контура, растягивающих - на внешней стороне. 10 этих осей в период нагружения и после релаксации, расположенные в перпендикулярных плоскостях рамы выполнены в виде жестких колец, а каждая из остальных - в виде двух полуколец, шарнирно соединен ных своими концами с одним из жесткихколец, поверхности жестких колец и полуколец лежат на сферической поверхности, а силоизмерители выполнены в виде упругих колец, установленных между соответствую щими нагружающими элементами и соответствующими захватами.2. Установка по п.1, отл ич а ю ща яс я тем, что, с целью обеспечения испытаний нагрузками разных знаков, часть упругих 25 колец установлена со стороны наружных поверхностей жестких колец, а другая часть - со стороны их внутренних поверхностей.1790751 25 30 40 45 50 Составитель Г,УрумовТехред М.Моргентал Корректор Е,Папп Редактор Т.Шагова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 374 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5