Установка для утворення втомної тріщини поперечного зсуву у балковому зразку

Реферат: Установка для утворення втомної тріщини поперечного зсуву у балковому зразку виготовлена з механічним вібратором консольного типу для створення жорсткого навантаження та містить ексцентрик, рухомо з'єднаний з регульованою динамометричною тягою з динамометром та навантажуючою вилкою з підшипниковим вузлом і фіксатором руху, які розміщено у горизонтальній площині, перпендикулярно до консольно закріпленого зразка, встановленого вертикально для передачі асиметричного циклічного навантаження. UA 73715 U (12) UA 73715 U UA 73715 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до експериментальної механіки і може бути використана для визначення характеристик циклічної тріщиностійкості матеріалів за поперечного зсуву. У відомих дослідженнях [1-3] наведено пристрої та силові схеми випробувань, які використовують для визначення характеристик опору матеріалів руйнуванню за механізмом нормального відриву, поперечного та повздовжнього зсуву. Існують пристрої гідравлічного типу [1] для випробувань при постійному навантаженні Р. Їх недоліком є те, що розмах коефіцієнта інтенсивності напружень К, що є функцією прикладеного навантаження, геометрії зразка та довжини тріщини, монотонно зростає. За умов руйнування матеріалу поперечним зсувом це призводить до спонтанного руйнування зразка. Відомі пристрої, що працюють за постійного коефіцієнта інтенсивності напружень К, який досягається вибором геометрії зразка або зміною прикладеного навантаження [2]. Проте у цьому пристрої навантаження зразка здійснюється тільки за асиметрії R0, що унеможливлює симетричний згин балкового зразка з повздовжнім концентратором. Найближчим за технічним рішенням способом для утворення тріщини поперечним зсувом є установка з жорстким навантаженням, яка являє собою механічний вібратор консольного типу [3], що забезпечує постійну деформацію зразка. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити пристрій для зародження та поширення втомної тріщини поперечного зсуву у балковому зразку за симетричного циклічного навантаження з асиметрією R=-1. Для реалізації методу зародження та поширення тріщини у балковому зразку поперечним зсувом запропоновано технічне рішення, яке виконано у вигляді пристрою для циклічного навантаження консольно закріпленого зразка з вузлом ексцентрикового механізму, динамометричною тягою для вимірювання зусиль і електродвигуном. Установка складається (див. креслення) з опорної плити 1, на якій кріпиться захоплювач 3 із розміщеним вертикально зразком 10 та фіксатор 4 для фіксування у горизонтальному положенні навантажуючої вилки динамометричної тяги 5 з динамометром 11; підшипникової опори 2 та електродвигуна. На валу 6 підшипникової опори встановлено регульований ексцентрик 7, з'єднаний із шатуном 9 через підшипник 8, який через динамометричну тягу передає коливні рухи з максимальною амплітудою А=10 мм на вільний кінець закріпленого зразка. Довжину динамометричної тяги регулюють різьбовою шпилькою, а зусилля на зразок подають через регульований підшипниковий вузол навантажувальної вилки. Сигнал із тензомоста динамометра динамометричної тяги подається через підсилювач і аналогоцифровий перетворювач (АЦП) на комп'ютер, де записують діаграму "зусилля-прогин зразка". Виведення втомної тріщини за силовою схемою циклічного консольного згину з симетричним циклом навантаження та асиметрією R=-1 на установці здійснюють наступним чином. У захоплювачі 3 встановлюють у вертикальному положенні і закріплюють зразок 10 з шевронним надрізом для виведення втомної тріщини. Навантажують зразок циклічним зусиллям регульованим ексцентриком 7 через динамометричну тягу 5 з навантажувальною вилкою і регульованими підшипниками після вибору необхідного ексцентриситету для забезпечення величини зовнішнього навантаження за асиметрії R=-1 і балансування тензомоста динамометра 11. Приведення установки в дію здійснюють електродвигуном через шківи з пасовою передачею. Тріщину довжиною 2 мм для визначення критичного коефіцієнта поперечного зсуву (КПС) вирощують впродовж 50 тис. циклів. Суттєвою перевагою цього пристрою є можливість створення симетричного циклу навантаження з асиметрією R=-1 для виведення втомної тріщини поперечного зсуву за постійної деформації консольного балкового зразка, зручний контроль за підростанням тріщини за допомогою оптичних приладів та реєстрація процесу досліджень на комп'ютері. Джерела інформації: 1. Установка для исследования циклической трещиностойкости конструкционных материалов в условиях контролируемого уровня АК. / Романив О.Н. Симинкович В.Н., Вываль И.П. - В кн.: Методы и средства оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Сб. науч. тр. К.: Наукова думка, 1980. - С. 238-241. 2. Испытательная техника для исследования механических свойств материалов / Волощенко А.П., Алексюк М.М., Гришко В.Г. и др. - К.: Наукова думка, 1984. - 319 с. 3. Машины для исследования циклической трещиностойкости конструкционных сплавов / Гладкий Я.Н., Крыськив А.С, Сороковский И.С. - В кн. Методы и средства оценки трещиностойкости конструкционных материалов. Сб. науч. тр. К.: Наукова думка, 1980. - С. 241246. 60 1 UA 73715 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Установка для утворення втомної тріщини поперечного зсуву у балковому зразку, що виготовлена з механічним вібратором консольного типу для створення жорсткого навантаження, яка відрізняється тим, що містить ексцентрик, рухомо з'єднаний з регульованою динамометричною тягою з динамометром та навантажуючою вилкою з підшипниковим вузлом і фіксатором руху, які розміщено у горизонтальній площині, перпендикулярно до консольно закріпленого зразка, встановленого вертикально для передачі асиметричного циклічного навантаження. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2