SU1270636A1 - Машина дл испытаний образцов на усталость - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к прочностным испытани м материалов на усталость. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  кинетики усталостного разрушени  путем учета реального режима нагружени  образца в процессе испытаний. Устройство контрол  амплитуд параметров циклического нагружени  включает датчик 9 дл  измерени  амплитуды перемещени , св занный с механизмом силовозбуждени , и датчик 11 дл  измерени  амплитуды нагрузки, св занный с динамометром 8. Блок 15 сравнени  амплитуды перемещени  и нагрузки электрически св зан с усилителем 16 и регистрирующим прибором 17, Электрические сигналы от датчиков 9 и 11 дл  измерени  амплитуды перемещени  и амплитуды нагрузки поступают в блок 15 сравнени . Сигнал из блока 15 сравнени  подаетс  на усилитель 16. Кинетика усталост (О ного разрушени  фиксируетс  регистри (Л рующим прибором 17. 1 ил. tn 8 С - to В ю ,12 о О) 9 / со Од 16

Description

Изобретение относится к прочностным испытаниям материалов на усталость.

Цель изобретения - повышение точности путем измерения кинетики усталостного разрушения с использованием в машине для испытаний на усталость устройства контроля и сравнения амплитуд параметров циклического нагружения .

На чертеже представлена функциональная схема машины для испытаний на усталость.

Машина содержит станину 1, на которой размещены механизм силовозбуждения, состоящий из возбудителя 2 динамических нагрузок с регулируемым эксцентриситетом и червячного редуктора 3 статического нагружения с приводом от реверсивного электродвигателя (не показан), сумматор 4 нагрузок, связанный с механизмом силовозбуждения, подвижный захват 5, в котором крепится образец 6 и .который связан с сумматором 4 нагрузок, неподвижный захват 7, связанный с образцом 6 и динамометром 8,

Машина снабжена также устройством контроля амплитуд параметров циклического нагружения и автоматической записи кинетики усталостного разрушения, включающим датчик 9 для измерения амплитуды перемещения, кинематически связанный посредством якоря 10 с подвижным захватом 5, датчик 11 для измерения амплитуды нагрузки, кинематически связанный посредством якоря 12 с динамометром 8, блок 13 измерения амплитуды перемещения и блок 14 измерения амплитуды нагрузки, электрически связанные с датчиком 9 для измерения амплитуды перемещения и датчиком 11 для измерения амплитуды нагрузки соответственно, блок 15 сравнения амплитуды перемещений и нагрузок, усилитель 16 и регистрирующий прибор 17, систему автоматической стабилизации режимов нагружения (не показана).

Машина работает следующим образом.

Нагружение образца 6 осуществляется с помощью независимо работающих возбудителя 2 динамических нагрузок и редуктора 3 статического нагружения через сумматор 4 нагрузок и активный захват 5. Уровень нагрузок задается по перемещениям

1270636 2 активного захвата 5, а,контролируется по перемещениям Л_р упругого элемента динамометра 8 с помощью системы автоматики с обратной свя5 зью. В качестве исходной информации используются величины электрических сигналов, индуктируемых в датчиках 9 и 11 для измерения амплитуды перемещения и амплитуды нагрузки переме10 щениями якорей 10 и 12. В зависимости от заданного режима нагружения в процессе испытаний поддерживается постоянной или величина перемещений активного захвата ( Л_и = const - же15 сткий режим) или величина нагрузки ( А_р= const - мягкий режим). Одновременно в блоках 13 и 14 измерения амплитуд перемещения и нагрузки . выделяются сигналы, пропорциональ20 ные амплитудным значениям переменных компонент перемещений и нагрузок и направляются в блок 15 сравнения. При появлении и развитии в образце усталостного разрушения жесткость системы машина-образец изменяется, что приводит к изменению первоначаль· но задаваемых амплитудных значений переменных компонент или Δρ и к срабатыванию системы автоматики, 30 которая, воздействуя на возбудитель

2, восстанавливает первоначально; заданные параметры. При мягком нагружении изменяется величина Δμ и поддерживается постоянной величи35 на Δ_ρ , а при жестком изменяется Δρ и поддерживается постоянной Ли. . В результате на выходе блока 15 сравнения появляется сигнал, пропорциональный разности амплитуд перемеще40 ний и нагрузок, который усиливается в усилителе 16. Кинетика усталостного разрушения регистрируется прибором 17,

Использование двух совместно работающих индуктивных датчиков позволяет фиксировать не абсолютную, а относительную величину полезного сигнала, не зависящую от жесткости эле50 ментов машины, реализуемого в данный момент времени режима нагружений, что существенно повышает точность измерений.

Исключение непосредственного кон55 такта с образцом позволяет исследовать и получать характеристики трещиностойкости конструкционных материалов в широком интервале темпера1270636 тур, в условиях ползучести, в агрессивных средах и вакууме.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к прочностным испытани м материалов на усталость . Цель изобретени  - повышение точности путем измерени  кинетики усталостного разрушени  с использованием в машине дл  испытаний на усталость устройства контрол  и сравнени  амп литуд параметров циклического нагру жени . На чертеже представлена функциональна  схема машины дл  испытаний на усталость о Машина содержит станину 1 на ко торой размещены механизм силовозбуж дени , состо щий из возбудител  2 д намических нагрузок с регулируемым эксцентриситетом и черв чного редук тора 3 статического нагружени  с приводом от реверсивного электродви гател  (не показан), сумматор 4 нагрузок , св занный с механизмом сило возбуждени , подвижный захват 5, в котором крепитс  образец 6 и .которы св зан с сумматором 4 нагрузок, неподвижный захват 7, св занный с образцом 6 и динамометром 8, Машина снабжена также устройством контрол  амплитуд параметров циклического нагружени  и автоматической записи кинетики усталостного разрушени , включающим датчик 9 дл  измерени  амплитуды перемещени , кинематически св занньй посредством  кор  10 с подвижным захватом 5, да чик 11 дл  измерени  амплитуды нагрузки , кинематически св занньй пос редством  кор  12 с динамометром 8, блок 13 измерени  амплитуды перемещени  и блок 14 измерени  ам:алитуды нагрузки, электрически св занные с датчиком 9 дл  измерени  амплитуд перемещени  и датчиком 11 дл  измерени  амплитуды нагрузки соответственно , блок 15 сравнени  амплитуды перемещений и нагрузоКэ усилитель 16 и регистрирующий прибор 17, систему автоматической стабилизации режимов нагружени  (не показана) Машина работает следующим образом . Нагружение образца 6 осуществл етс  с помощью независимо работающих возбудител  2 динамических нагрузок и редуктора 3 статического нагружени  через сумматор 4 нагрузок и активный захват 5, Уровень нагрузок задаетс  по перемещени м 362 л j активного захвата 5, а, контролируетс  по перемещени м Ар упругого элемента динамометра 8 с помощью системы автоматики с обратной св зью . в ка.честве исходной информации используютс  величины электрических сигналов, индуктируемых в датчиках 9 и 11 дл  измерени  амплитуды перемещени  и амплитуды нагрузки перемещени ми  корей 10 и 12. В зависимости от заданного режима нагружени  в процессе испытаний поддерживаетс  посто нной или величина перемещений активного захвата ( ц const - жесткий режим) или величина нагрузки ( Лр const; - м гкий режим). Одновременно в блоках 13 и 14 измерени  амплитуд перемещени  и нагрузки . вьдел ютс  сигналы, пропорциональные амплитудным значени м переменных компонент перемещений и нагрузо; и направл ютс  в блок 15 сравнени . При по влении и развитии в образце усталостного разрушени  жесткость системы машина-образец измен етс , что приводит к изменению первоначально задаваемых амплитудных значений переменных компонент Д, или Ар и к срабатыванию системы автоматики, котора , воздейству  на возбудитель 2, восстанавливает первоначально; заданные параметры. При м гком нагружении измен етс  величина Д и поддерживаетс  посто нной величина Др , а, при жестком измен етс  Др и поддерживаетс  посто нной Да . В результате на выходе блока 15 сравнени  по вл етс  сигнал, пропорциональный разности амплитуд перемещеНИИ и нагрузок, которьш усиливаетс  в усилителе 16. Кинетика усталостного разрушени  регистрируетс  прибором 17. Использование двух совместно работающих индуктивных датчиков позвол ет фиксировать не абсолютную, а относительную величину полезного сигнала , не завис щ)/ю от жесткости элементов машины, реализуемого в данньй момент времени режима нагружений, что существенно повышает точность измерений. Исключение непосредственного контакта с образцом позвол ет исследовать и получать характеристики трещиностойкости конструкционных материалов в пироком интервале темпера31270 тур, в услови х ползучести, в агрессивных средах и вакууме. Формула изобретени  Машина дл  испытаний образдов на s усталость, содержаща  станину, установленный на ней механизм силовозбуждени  с динамометром дл  подключени  к образцу, св занные с динамометром датчик дл  измерени  амплитуды на- Ю 636 . 4 грузки и систему автоматической стабилизации режимов нагружени , о тличающа с  тем, что, с целью повышени  точности, она снабжена датчиком дл  измерени  амплитуды перемещени , св занным с механизмом силовозбуждени  и блоком сравнени , входы которого св заны с .датчиками дл  измерени  амплитуд перемещени  и нагрузки.