RU1837204C

RU1837204C - Method of strength testing of specimens

Info

Publication number: RU1837204C
Application number: SU904800343A
Authority: RU
Inventors: Игорь Борисович Волков; Александр Яковлевич Аронсон; Леонид Михайлович Белкин; Сергей Викторович Шумейко; Сергей Васильевич Иванов; Михаил Михайлович Дьяков
Original assignee: Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1993-08-30

Abstract

Изобретение относитс к исследовани м прочностных свойств твердых материале в и позвол ет повысить надежность при усталостных испытани х на резонансный и; гиб стержневых образцов. Испытани м подвергают сборный образец из двух концевых частей и сменной рабочей части, ст гиваемых резьбовыми ст жками и выполненных с сопр женными коническими поверхност ми. Усилие зат жки резьбо- вих ст жек выбирают из следующих ее отношений: V а -1 ж D2(D2 - d2)sln( n l/rj(1 + + sin a X48fL R); V .0,5 От л dL(tg a + f)/(1 - (d/D)2, где V - усилие зат жки, кг;The invention relates to studies of the strength properties of solid materials in and allows to increase reliability during fatigue tests for resonance and; bending of core samples. A test specimen is subjected to a prefabricated sample of two end parts and a replaceable working part, tightened with threaded ties and made with mating conical surfaces. The tightening force of the threaded stitches is selected from the following relations: V a -1 x D2 (D2 - d2) sln (nl / rj (1 + + sin a X48fL R); V .0.5 From l dL (tg a + f) / (1 - (d / D) 2, where V is the puff force, kg;

Description

| Изобретение относитс к области исследовани прочностных свойств твердых материалов путем приложени к ним механических усилий и может быть использовано дл испытаний крупных валов на усталость при изгибе на машинах резонан- сюго типа.| The invention relates to the field of studying the strength properties of solid materials by applying mechanical forces to them and can be used to test large shafts for bending fatigue in resonance-type machines.

Целью изобретени вл етс повыше- Hijie надежности при усталостных испытани- )| на резонансный изгиб стержневых образцов за счет разгрузки наружной по- вд| рхности образца от передачи осевого уси- лф и тем самым предотвращени The aim of the invention is to increase- Hijie fatigue test reliability-) | to resonant bending of rod samples due to unloading of the external flow | the surface of the sample from the transmission of axial amplification and thereby preventing

по влени здесь дополнительного концентратора напр жений.an additional stress concentrator appears here.

Сущность технического решени по сн етс чертежом, на котором показано крепление образца при испытани х на резонансный изгиб. Согласно изобретению в за хаатной части образца 1 выполнено осепое коническое отверстие, в котором размещен захватный конический элемент2, соединенный с поверхностью отверсти резьбовым ст жками 3 и гайками 4, передающими усилие ст жки через осевой участок образца.The essence of the technical solution is illustrated by the drawing, which shows the fastening of the sample during resonance bending tests. According to the invention, in the rear part of the sample 1, a tapering conical hole is made, in which a gripping conical element 2 is placed, connected to the surface of the hole by threaded fasteners 3 and nuts 4, which transmit the tightening force through the axial section of the sample.

. Осевое усилие (усилие зат жки резьбовых ст жек) выбрано с одной стороны (сниоо w го о. The axial force (the tightening force of the threaded stitches) is selected on one side (lower w th

44

зу) из услови непроскальзывани в коническом соединении, а с другой (сверху) из услови прочности.g) from the condition of non-slip in the conical connection, and on the other (from above) from the condition of strength.

Конкретный пример проведени испытаний образца.A specific example of testing a sample.

Испытываетс образец, закрепленный в захватных элементах, с общей длиной L 2000 мм, радиусом рабочей часта в зоне концентратора напр жени Н 80мм, углом конусности а - 1 град, рассто нием между коническими част ми образца 2 I 400 мм, средним диаметром конической части d 170 мм, наружным диаметром D 200 мм. Предел текучести материала образца От 36 кг/мм2, ожидаемый предел выносливости о - 1 15 кг/мм2, коэффициент трени пары образец - захватный элемент f 0,15. Усилие зат жки резьбовых ст жек выбираем из соотношенийWe tested a sample fixed in gripping elements with a total length of L 2000 mm, a radius of the working part in the area of the stress concentrator H 80 mm, a taper angle a of 1 deg, a distance between the conical parts of the sample 2 I 400 mm, and an average diameter of the conical part d 170 mm, outer diameter D 200 mm. The yield strength of the sample material From 36 kg / mm2, the expected endurance limit is about - 1 15 kg / mm2, the coefficient of friction of the pair of the sample - gripping element f 0.15. The tightening force of the threaded stitches is selected from the relations

V 7 15 3.142 2002 (2002 - 1702) sln(3,14 200/2000) (1 + 3ln1°) / /(48 -0,15- 2000 -80) 8900 кг;V 7 15 3.142 2002 (2002 - 1702) sln (3.14 200/2000) (1 + 3ln1 °) / / (48 -0.15 - 2000 -80) 8900 kg;

,5- 36 -3,14 -170 -2000(19(1) + +0.-15) (1 - (170/200)2) 89300 кг. Усилие зат жки 10000 кг (10 тс)., 5- 36 -3.14 -170 -2000 (19 (1) + + 0.-15) (1 - (170/200) 2) 89300 kg. Tightening force 10,000 kg (10 tf).

Испытани провод т следующим образом . Образец закрепл ют в захватах, которые зажимаютс в испытательной машине УП-300, имеющей колебательную систему, инерционный вибратор с приводом, станину , пульт управлени , передвижную насосную станцию дл зат жки образца и обслуживани тарировочного устройства с помощью рычажных.захватов, встроенных в нагружающие траверсы. Вынужденные колебани системы создаютс инерционным вибратором ненаправленного действи , вмонтированным в одну из нагружающих траверс машины. Величину амплитуды напр жений в образце получают, варьиру скорость вращени и величину эксцентриситета неуравновешенной массы вибратора .The tests are carried out as follows. The sample is fixed in the grippers, which are clamped in the UP-300 testing machine, which has an oscillating system, an inertial vibrator with a drive, a bed, a control panel, a mobile pump station for tightening the sample and servicing the calibration device using lever hooks built into the load-bearing cross-arms . The forced oscillations of the system are created by an inertial vibrator of non-directional action, mounted in one of the loading traverses of the machine. The magnitude of the stress amplitude in the sample is obtained by varying the rotation speed and the eccentricity of the unbalanced mass of the vibrator.

Предлагаемый способ креплени образца достаточно простой конструктивно, обес- печивает необходимую жесткость и одновременно гарантирует качество прове- дени испытаний.The proposed method of specimen fastening is rather simple structurally, it provides the necessary rigidity and at the same time guarantees the quality of the test.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и Способ креплени образца при испытани х на прочность, заключающийс в том, что в захватной части образца выполн ютFormula A method for securing a specimen during strength tests, which consists in performing

осевое коническое отверстие, размещают вaxial conical hole, placed in

нем захватный конический элемент и соедин ют их конические поверхности осевым усилием, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности при усталостных испытани х на резонансный изгиб стержневых образцов, соединение конических поверхностей захватного элемента и образца осуществл ют через осевой участок последнего, а осевое усилие выбирают изa gripping conical element and connecting their conical surfaces by axial force, characterized in that, in order to increase reliability during fatigue tests for resonance bending of rod samples, the conical surfaces of the gripping element and the sample are connected through the axial section of the latter, and the axial force is selected of

следующих соотношений:the following ratios:

V CT-1JTD + sln«)/(48 fV CT-1JTD + sln ") / (48 f

2 (D2 - d2)sin(#/L)(1 + L R),2 (D2 - d2) sin (# / L) (1 + L R),

25 V 0,5 Orn dl(tg a +f)/(1 -(d/D)25 V 0.5 Orn dl (tg a + f) / (1 - (d / D)

где V - усилие зат жки, кг;where V is the puff force, kg;

а - 1 - ожидаемый предел выносливости образца, кг/мм2;a - 1 - the expected endurance limit of the sample, kg / mm2;

„ а -угол конусности конической поверхности , град;„A is the taper angle of the conical surface, degrees;

L - длина образца с захватным элементом;L is the length of the sample with a gripping element;

R - радиус рабочей части образца в зоне концентратора, мм;R is the radius of the working part of the sample in the concentrator zone, mm;

21 - рассто ние между коническими част ми рабочей части образца, мм;21 — distance between the conical parts of the working part of the sample, mm;

От - предел текучести материала об- разца, кг/мм2;From - yield strength of the sample material, kg / mm2;

d - средний диаметр конической части, мм;d is the average diameter of the conical part, mm;

D - наружный диаметр рабочей части образца, мм;D is the outer diameter of the working part of the sample, mm;

f - коэффициент трени пары образец- захватный элемент.f is the coefficient of friction of the pair of sample-gripping element.

Jf3lJf3l