SU1420439A1

SU1420439A1 - Centrifugal installation for testing material specimens

Info

Publication number: SU1420439A1
Application number: SU874199345A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Лодус
Original assignee: Е. В. Лодус
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1988-08-30

Abstract

Изобретение относитс к испытательной технике, а именно к установкам дл испытани образцов материалов на циклическое нагружение переменными центробежными силами. Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей за счет обеспечени испытани как при посто нных , так и при циклически измен ющихс нагрузках. При вращении вала 2 от привода 3 платформа 4 перемещает пассивный захват 9 через ролик 10 по пазу 7 кулачка 6. Грузы 13 и 14 создают на образце 15 центробежные усили . За счет изменени радиуса вращени грузов 13 и 14 при перемещении пассивного захвата 9 по пазу кулачка 6 образец 15 нагружаетс циклическими переменными усили ми. Дл испытани при посто нных усили х или дл обеспечени регулировани периода нагружени используют привод 8 вращени кулачка 6. При равных скорост х вращени платформы 4 и кулачка 6 радиус вращени грузов посто нный. При разных соотнощени х скоростей вращени возможно получение разных периодов нагружени . 2 ил. CQThe invention relates to testing equipment, in particular, to installations for testing samples of materials for cyclic loading with variable centrifugal forces. The aim of the invention is to enhance the functionality by providing a test both at constant and cyclically varying loads. When the shaft 2 is rotated from the actuator 3, the platform 4 moves the passive gripper 9 through the roller 10 along the groove 7 of the cam 6. The loads 13 and 14 create centrifugal forces on the sample 15. By varying the rotation radius of the weights 13 and 14 as the passive gripper 9 moves along the groove of the cam 6, the sample 15 is loaded with cyclic variable forces. For testing at constant forces or to provide adjustment of the loading period, cam 8 rotation drive 8 is used. At equal speeds of rotation of the platform 4 and cam 6, the rotation radius of the loads is constant. At different ratios of rotation speeds it is possible to obtain different loading periods. 2 Il. CQ

Description

5 / /2/55 /2 |g 1 I I J5 / / 2/55/2 | g 1 I I J

(Л(L

сwith

NN

ГчЭHche

оabout

4;:four;:

оо (X)oo (x)

Фиг.ГFig.G

Изобретение относитс к испытательной технике, а именно к установкам дл испытани образцов материалов на циклическое нагружение переменными центробежными силами.The invention relates to testing equipment, in particular, to installations for testing samples of materials for cyclic loading with variable centrifugal forces.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени испытаний как при посто нных, так и при циклически измен ющихс нагрузках, i На фиг. 1 приведена схема установки, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.The purpose of the invention is to enhance the functionality by providing tests both at constant and cyclically varying loads, i. In FIG. 1 shows the installation diagram, front view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Установка содержит основание 1, установленный перпендикул рно ей вал 2 с приводом 3 вращени , закрепленную на валу 2 платформу 4, установленные на платформе 4 ;направл ющие 5, расположенный на осно- :вании 1 соосно с платформой 4 кулачок 6 |с кольцевым замкнутым пазом 7 и приво- :дом 8 его вращени . Кроме того, устройство содержит установленные на направл ющих 5 пассивный захват 9 с роликом 10, ; взаимодействующим с пазом 7, и активные захваты 11 и 12 с грузами 13 и 14.The installation contains a base 1, a shaft 2 installed perpendicular to it with a 3 rotation drive, a platform 4 fixed on the shaft 2, mounted on the platform 4, the guides 5 located on the base 1 coaxially with the platform 4 cam 6 with an annular closed groove 7 and the drive: house 8 of its rotation. In addition, the device contains a passive gripper 9 mounted on guides 5 with a roller 10; interacting with groove 7, and active grippers 11 and 12 with weights 13 and 14.

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

Включают привод 3 вращени вала 2 и платформы 4. При вращении платформы 4 вокруг оси а-а вала 2 ролик 10 перемещаетс в замкнутом пазу 7 кулачка 6, в результате чего образец 15 вместе с захватами 9, 11 и 12 и грузами 13 и 14 соверщает вращение вокруг оси а-а вала 2 и радиальные перемещени . Вращающиес грузы 13 и 14 создают на образце 15 циклические центробежные усили , а радиа-льные перемещени обеспечивают знакопеременные ускорени образца 15, привод щие к по влению на нем дополнительных усилий от инерционных сил перемещени массы образца 15 и грузов 13 и 14. Частота пульсаций и величины центробежных усилий регулируютс скоростью вращени платформы 4, величины знакопеременных ускорений задаютс профилем паза 7 кулачка 6: чем больще разность между наибольщим и наименьшим рассто ни ми от центра кулачка 6 до паза 7, тем с большими ускорени ми перемещаетс образец 15 при тех же скорост х йращени . Установка осуществл ет неравномерное по длине нагружение образца 15 усили ми различных знаков: груз 14 нагружает образец сжатием, груз 13 - раст жением. При изменении положени кулачка 6 относительно оси а-а вращени вала 2 измен ютс соотношение между усили ми на участках образца 15 и знаки нагрузок. Так, если грузы 13 и 14 располагаютс по разные стороны от оси а-а вращени , то образец 15 нагру0The drive 3 rotates the shaft 2 and the platform 4. When the platform 4 rotates around the axis a of the shaft 2, the roller 10 moves in the closed groove 7 of the cam 6, as a result of which the sample 15 together with the grippers 9, 11 and 12 and loads 13 and 14 rotation around axis aa of shaft 2 and radial movements. The rotating weights 13 and 14 create cyclical centrifugal forces on the sample 15, and the radial movements provide alternating accelerations of the sample 15, resulting in additional efforts from the inertial forces of the sample 15 and the weights 13 and 14. The pulsation frequency and values the centrifugal forces are controlled by the rotational speed of the platform 4, the magnitudes of alternating accelerations are determined by the profile of the groove 7 of cam 6: the larger the difference between the largest and smallest distances from the center of the cam 6 to the groove 7, the larger accelerations sample 15 is moved at the same speeds yrascheni. The installation carries out uneven loading of the sample 15 by forces of different signs: the load 14 loads the sample by compression, the load 13 by tension. When the position of the cam 6 changes relative to the axis a-a of the rotation of the shaft 2, the ratio between the forces in the sample areas 15 and the signs of the loads change. So, if weights 13 and 14 are located on opposite sides of the axis a-a of rotation, then sample 15 is loaded.

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

жаетс циклическими раст гивающими усили ми на обоих участках.It is cycled in at both sites.

Дл перехода на статическое нагружение образца включают привод 8 и вращают кулачок 6 в том же направлении и с той же скоростью, что и платформу 4. При отсутствии взаимного вращени , т. е. когда скорости вращени кулачка 6 и платформы 4 станов тс равными, радиальные перемещени , образца 15 и грузов 13 и 14 отсутствуют, циклические пригрузки и знакопеременные ускорени исчезают, и образец 15 нагружаетс постепенно измен ющейс нагрузкой (при синхронном изменении скоростей вращени платформы 4 и кулачка 6) или посто нной нагрузкой. Дл обратного перехода от статических к циклическим нагрузкам вращают кулачок 6 и платформу 4 с разными скорост ми. Соотнощением скоростей вращени кулачка 6 и платформы 4 задают соотношение между центробежным средним уровнем нагрузки и переделом изменени пульсирующей нагрузки: с ростом скоростей враШ,ени кулачка 6 и платформы 4 относительно основани 1 увеличивают средний уровень центробежных усилий, с ростом скорости вращени кулачка 6 относительно платформы 4 на этапе разгона кулачка частота нагружений и приращений усилий уменьшаютс до нул при равенстве скоростей , а при превышении скорости вращени кулачка над скоростью вращени платформы частота нагружений и пределы пульсаций вновь возрастают. В результате испытаний вы сн етс вли ние знакопеременных ускорений на деформационные и прочностные свойства материалов.To switch to static loading of the sample, the drive 8 is turned on and the cam 6 is rotated in the same direction and at the same speed as the platform 4. In the absence of mutual rotation, i.e., when the rotation speeds of the cam 6 and platform 4 become equal, the radial movements of sample 15 and loads 13 and 14 are absent, cyclic loads and alternating accelerations disappear, and sample 15 is loaded with a gradually varying load (with a synchronous change of the rotational speeds of the platform 4 and the cam 6) or a constant load. For a reverse transition from static to cyclic loads, the cam 6 and platform 4 are rotated at different speeds. The ratio of the rotational speeds of the cam 6 and the platform 4 sets the ratio between the centrifugal average load level and the redistribution of changes in the pulsating load: with increasing rotational speeds, the cam 6 and platform 4 relative to the base 1 increase the average level of centrifugal efforts with increasing speed of rotation of the cam 6 relative to platform 4 at the stage of cam acceleration, the frequency of loading and increments of efforts decreases to zero with equal speeds, and when the speed of rotation of the cam exceeds the speed of rotation of the platform h load and ripple limits increase again. As a result of tests, the effect of alternating accelerations on the deformation and strength properties of materials is revealed.

Claims

Invention Formula

A centrifugal unit for testing material samples, comprising a base, a shaft driven perpendicular to it with a drive, a platform fixed on the shaft, a passive grip for fastening a sample, and active grabs with weights that are coaxial with it, in order to expand the functional capabilities by providing testing both at constant and cyclically varying loads without unloading the specimen, it is equipped with a cam with an annular groove mounted on the base a cam rotation drive mounted on a platform with radial guides and a roller interacting with the cam groove, the active grippers are mounted on the guides, and the passive gripper is fixed on the roller.

FIG. Z