установка для испытания на прочность образцов материалов

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ, содержащая основание, установленные на основании гидравлические силовозбудители с захватами для образца, установленные последовательно гидроцилиндры с общим штоком, поршневые полости которых сообщены с полостями соответствующих гидроцилиндров, упругие элементы, каждый из которых охватывает соответствующий гидроцилиндр и привод возвратно-поступательных перемещений штока, отличающаяся тем, что упругие элементы выполнены в виде сильфонов, заполненных двухкомпонентной рабочей средой с разной сжимаемостью компонент.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что при двухцикловом нагружении она снабжена приспособлением для циклического изменения соотношения объемов компонент рабочей среды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.

Известны установкa для испытания на прочность образцов материалов (авт. св. СССР N 1226130, кл. G 01 N 3/10, 1984), а также установка для испытания на прочность образцов материалов, более близкая к предлагаемой по конструкции и достигаемому положительному эффекту (авт.св. СССР N 1269001, кл. G 01 N 3/10, 1985).

Последняя установка содержит станину, закрепленные на ней гидравлические силовозбудители с захватами для образца, гидроцилиндры с общим штоком, подпоршневые полости которых сообщены с рабочими полостями гидроцилиндров, привод возвратно-поступательных перемещений штока и упругие элементы, одним концом закрепленные на станине, а другим концом соединенные с соответствующими цилиндрами.

Недостаток установки состоит в том, что испытания на ней проходят при неизменной жесткости нагружающей системы на всем протяжении циклов. Жесткость определяется свойствами пружин, неизменными в ходе испытаний.

Известно техническое решение (авт.св. СССР N 978007, кл. G 01 N 3/36, 1982), в котором применяют сильфоны для создания нагрузки на образце.

Отличие предлагаемого решения состоит в том, что сильфоны соединены одним концом с цилиндром, а другим со станиной, а в известном решении сильфоны связаны непосредственно с образцом. Это создает разные эффекты: изменение между осевой и боковой нагрузками (в известном решении) и циклическое изменение жесткости нагружения (в предлагаемом). Это доказывает существенность отличий предлагаемого решения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний как при постоянной, так и при изменяемой жесткости нагружения.

Цель достигается тем, что упругие элементы выполнены в виде сильфонов, заполненных двухкомпонентной рабочей средой с разной сжимаемостью компонент. Кроме этого, с целью испытаний при двухцикловом нагружении, установка снабжена механизмом циклического изменения соотношения объемов компонент рабочей среды.

При такой конструкции установки сильфоны в качестве упругих элементов, содержащие двухкомпонентную среду, например газ и жидкость, создают разную жесткость деформирования этих элементов низкую жесткость на начальной стадии активного деформирования газа и высокую жесткость на втором этапе. Это и создает переменную жесткость нагружения образца, поскольку именно жесткость упругих элементов определяeт жесткость нагружения.

Кроме этого, возможность изменять соотношение компонент в циклическом режиме циклически изменяет уровень нагрузки, с которой происходит смена жесткости нагружения, и это создает второй цикл испытаний, что усиливает основной эффект установки.

На чертеже представлена схема установки.

Установка содержит станину 1, закрепленные на ней гидравлические силовозбудители 2 с захватами 3 для образца 4, гидроцилиндры 5 и 6 с общим штоком 7, подпоршневые полости которых сообщены с рабочими полостями гидроцилиндров, привод 8 возвратно-поступательных перемещений штока и упругие элементы 9 и 10, одним концом закрепленные на станине 1, а другим соединенные с соответствующими цилиндрами 5 и 6.

Упругие элементы выполнены в виде сильфонов 9 и 10, заполненных двухкомпонентной рабочей средой 11 и 12 с разной жесткостью компонентов.

Установка снабжена механизмом 13 циклического изменения соотношения объемов компонент рабочей среды.

Привод возвратно-поступательных перемещений выполнен в виде двигателя 8 с эксцентриковым преобразователем 14. Механизм циклического изменения соотношения компонент выполнен в виде эксцентрикового преобразователя 13 и гидроцилиндра 15, заполненного жидкой компонентой и соединенного с соответствующими сильфонами.

Установка работает следующим образом.

Включают двигатель 8 и посредством эксцентрикового преобразователя перемещают шток 7 возвратно-поступательно. Вместе со штоком 7 перемещаются цилиндры 5 и 6, сопротивление перемещению которых создают сильфоны 9 и 10. В зависимости от сопротивления сильфонов создается давление в цилиндрах 5 и 6 и в соответствующих силовозбудителях 2, на захватах 3 и осях образца 4. Сопротивление сильфонов изменяется ступенчато в зависимости от соотношения объемов жидкой и газообразной компонент 11 и 12. Соответственно циклическое изменение соотношения компонент создается при включении механизма 13, который циклически изменяет уровень жидкой фазы в сильфонах и создает тем самым второй цикл нагружения образца 4.

Установка позволяет проводить испытания в новых условиях при циклическом изменении жесткости нагружающей системы.