устройство для испытания образцов материалов

Формула изобретения

Устройство для испытания образцов материалов, содержащее основание, пассивный захват образца, закрепленный на основании, активный захват образца, нагружатель, соединенный с активным захватом образца и включающий шаровой корпус, размещенные в нем электромагнитные катушки, якорь, взаимодействующий с катушками, и упругий элемент, одним концом соединенный с якорем, отличающееся тем, что электромагнитные катушки размещены по поверхности шарового корпуса, шаровой корпус закреплен на основании, а упругий элемент вторым концом соединен с активным захватом образца и выполнен в форме стержня.

Описание изобретения к патенту

Изобретение обносится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов на прочность.

Известно устройство для испытания образцов материалов (патент РФ № 1415104, кл. G01M 7/00, 1986), содержащее основание, пассивный захват образца, закрепленный на основании, активый захват образца, нагружатель, соединенный с активным захватом образца и включающий корпус, размещенные в нем электромагнитные катушки, якорь, взаимодействующий с катушками, и упругий элемент, одним концом соединенный с якорем.

Недостаток устройства состоит в том, что испытания проводятся только при осевом нагружении. Это ограничивает виды нагружения и объем информации при исследованиях.

Известно устройство для испытания образцов материалов (патент РФ № 1608476, кл. G01N 3/32, 1990), принимаемое за прототип. Устройство содержит основание, пассивный захват образца, закрепленный на основании, активый захват образца, нагружатель, соединенный с активным захватом образца и включающий шаровой корпус, размещенные в нем электромагнитные катушки, якорь, взаимодействующий с катушками, и упругий элемент, одним концом соединенный с якорем. Устройство обеспечивает проведение испытаний не только при одноосном нагружении, но также при изгибе по разным направлениям и сочетании изгиба с осевым нагружением с изменением соотношения между уровнями нагрузок.

Недостаток устройства состоит в том, что испытания проводятся только в циклическом режиме. Проведение испытаний также и при произвольном порядке изменения вида, длительности действия и величины нагрузок неосуществимо, что ограничивает объем информации при испытаниях.

Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем проведения испытаний при одноосном нагружении, изгибе по разным направлениям, сочетании изгиба с осевым нагружением не только в циклическом режиме, но и при произвольном порядке изменения вида, длительности действия и величины нагрузок.

Технический результат достигается тем, что устройство для испытания образцов материалов, содержащее основание, пассивный захват образца, закрепленный на основании, активый захват образца, нагружатель, соединенный с активным захватом образца и включающий шаровой корпус, размещенные в нем электромагнитные катушки, якорь, взаимодействующий с катушками, и упругий элемент, одним концом соединенный с якорем, согласно изобретению электромагнитные катушки размешены по поверхности шарового корпуса, шаровой корпус закреплен на основании, а упругий элемент вторым концом соединен с активным захватом образца и выполнен в форме стержня.

На рис.1 представлена схема устройства.

Устройство для испытания образцов материалов содержит основание 1, пассивный захват 2 образца 3, закрепленный на основании, активый захват 4 образца 3, нагружатель, соединенный с активным захватом образца и включающий шаровой корпус 5, размещенные в нем электромагнитные катушки 6, якорь 7, взаимодействующий с катушками, и упругий элемент 8, одним концом соединенный с якорем 7.

Электромагнитные катушки 6 размещены по поверхности шарового корпуса 5. Шаровой корпус 5 закреплен на основании 1. Упругий элемент 8 вторым концом соединен с активным захватом 5 образца и выполнен в форме стержня.

Якорь 7 может быть выполнен в форме шара. Вес якоря 7 в исходном положении может уравновешиваться пружинами 9. Элементы управления переключениями электромагнитных катушек являются типовыми и на рисунке не показаны.

Устройство работает следующим образом.

При включении одной из катушек 6 якорь 7 перемещается в направлении этой катушки, деформирует упругий элемент 8 и нагружает образец 3 нагрузкой, вид которой зависит от места закрепления включенной катушки на корпусе 5. Для нагружения образца 3 осевым растяжением включают катушку, расположенную на оси стержня 8 в нижней (по рисунку) части корпуса 5. Для нагружения образца осевым сжатием включают пару катушек с одинаковой силой притяжения, расположенных симметрично относительно оси стержня 8 в верхней части корпуса. При переключениях катушек получают циклическое осевое нагружение сжатием-растяжением. Для нагружения образца изгибом включают одну из катушек, расположенных по окружности, перпендикулярной плоскости рисунка и проходящей по оси О-О. Направление изгиба зависит от положения катушки на этой окружности. Для нагружения образца знакопеременным изгибом переключают пару диаметрально противоположных катушек на указанной ранее окружности. Для нагружения образца изгибом со сжатием используют катушки, расположенные выше плоскости, проходящей через ось О-О и перпендикулярной оси стержня 8. Для нагружения образца изгибом с растяжением используют катушки, расположенные ниже указанной плоскости. При последовательном переключении катушек, расположенных по окружности корпуса, перпендикулярной оси стержня, испытания проходят при чистом круговом изгибе, круговом изгибе со сжатием или круговом изгибе с растяжением в зависимости от положения окружности относительно геометрического центра корпуса. Последовательность переключения катушек задается последовательностью изменения вида нагрузок на образце в соответствии с программой испытаний. Длительность выдержки образца под заданной нагрузкой зависит от продолжительности выдержки катушки во включенном состоянии. Уровень нагрузок регулируется величиной силы притяжения катушек.

Предлагаемое устройство обеспечивает проведение испытаний при одноосном нагружении, изгибе по разным направлениям, сочетании изгиба с осевым нагружением не только в циклическом режиме, но и при произвольном порядке изменения вида, длительности действия и величины нагрузок.