×
10.09.2013
216.012.68ae

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в стандартных испытательных машинах для испытания металлических образцов на сжатие без потери устойчивости. Устройство содержит опорную часть, включающую цилиндрический металлический корпус с неподвижной опорой, расположенной в его нижней части, с углублением по центральной оси цилиндра, подвижный в вертикальном направлении поршень для нагружения образца, выполненный в своей нижней части с углублением по центральной оси цилиндра под сферический шарнир, цилиндрические вставки с отверстиями по центральной оси цилиндров, соответствующие поперечному сечению образца. Устройство дополнительно содержит промежуточную опору, устанавливаемую внутри цилиндрического корпуса на испытуемом образце, выполненную в виде металлической квадратной рамы с округленными углами, на которой по двум взаимно перпендикулярным линиям, расположенным параллельно сторонам рамы, выполнены четыре цилиндрических отверстия с резьбой под крепежные болты для установки и крепления рамы на образце. На металлической раме также по двум взаимно перпендикулярным диагоналям выполнены четыре цилиндрических отверстия с резьбой для установки опорных винтов, посредством которых металлическая рама жестко фиксируется внутри устройства. Технический результат: повышение сопротивляемости потери устойчивости при сжатии образцов за счет уменьшения гибкости образцов при одновременном увеличении критической силы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Заявляемое изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в стандартных испытательных машинах для испытания металлических образцов на сжатие без потери устойчивости.

Известно устройство для испытания на устойчивость металлических образцов, включающее опорные части, установленные соосно на опорных плитах испытательной машины [В.А. Копнов, С.Н. Кривошапко. Сопротивление материалов. - М.: Высш. шк., 2003, с.291 - аналог].

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает достаточно точного расположения опорных частей устройства на опорных плитах машины при их установке и, как следствие, невозможность центрального приложения сжимающей нагрузки.

Известно также устройство для испытания на устойчивость металлических образцов, включающее опорную часть для опирания образца при испытании, цилиндрический корпус с неподвижной, соосной с корпусом опорой, расположенной в его нижней части, подвижный цилиндрический поршень для нагружения образца, сменные цилиндрические вставки двух типов для закрепления образца в устройстве. [«Устройство для испытания на устойчивость металлических образцов». Патент на изобретение №2289804. - прототип].

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает сжатия образцов большой гибкости без потери устойчивости.

Техническая задача - повышение сопротивляемости потери устойчивости при сжатии образцов за счет уменьшения гибкости образцов при одновременном увеличении критической силы.

Решение технической задачи достигается тем, что устройство для испытания на устойчивость металлических образцов, содержащее опорную часть для опирания концов образца при испытании, включающую цилиндрический металлический корпус с неподвижной, соосной с корпусом опорой, расположенной в его нижней части, с углублением по центральной оси цилиндра, соосный с корпусом подвижный в вертикальном направлении поршень для нагружения образца, выполненный в своей нижней части с углублением по центральной оси цилиндра под сферический шарнир, цилиндрические вставки с отверстиями по центральной оси цилиндров, соответствующие поперечному сечению образца, обеспечивающие закрепление по типу жесткой заделки с сохранением возможности осевого нагружения, при этом устройство дополнительно содержит промежуточную опору, устанавливаемую внутри цилиндрического корпуса на испытуемом образце, выполненную в виде металлической квадратной рамы с округленными углами, на которой по двум взаимно перпендикулярным линиям, расположенным параллельно сторонам рамы, выполнены четыре цилиндрических отверстия с резьбой под крепежные болты для установки и крепления рамы на образце, на металлической раме также по двум взаимно перпендикулярным диагоналям выполнены четыре цилиндрических отверстия с резьбой для установки опорных винтов, посредством которых металлическая рама жестко фиксируется внутри устройства, кроме этого устройство может содержать несколько промежуточных опор.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что при испытаниях образца большой длины (гибкости) на сжатие увеличение его сопротивляемости потери устойчивости обеспечивается за счет уменьшения гибкости образца. Это достигается тем, что непосредственно на испытуемый образец устанавливается промежуточная опора, которая закрепляется на испытуемом образце посредством крепежных болтов и опирается на внутреннюю поверхность цилиндра с помощью опорных винтов, что позволяет уменьшить гибкость образца за счет уменьшения расстояния между опорными закреплениями и производить его сжатие до больших степеней пластической деформации без потери устойчивости. Количество промежуточных опор, устанавливаемых на образце, обусловлено длиной образца. Для образца большой длины установка на нем нескольких промежуточных опор позволяет обеспечить значительное снижение гибкости образца, а следовательно увеличение приложенной сжимающей нагрузки. Кроме того, закрепление промежуточных опор непосредственно на образце позволяет при испытаниях не нарушать целостности цилиндра и обеспечивает возможность использовать его повторно.

Таким образом, использование промежуточных опор обеспечивает более жесткое закрепление образца при испытаниях на сжатие, что приводит к уменьшению гибкости образца и повышению сопротивляемости потери устойчивости, в сравнении с прототипом, что и является новым техническим результатом заявляемого изобретения.

На фиг.1 изображен общий вид устройства с установленным образцом.

На фиг.2 изображены схемы закрепления образцов с одной и двумя промежуточными опорами.

На фиг.3 схематично изображен общий вид промежуточной опоры, устанавливаемой на образце.

Нагружающее устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого в нижней его части расположена неподвижная опора 2, а в верхней расположена подвижная опора, выполненная в виде нагружающего поршня 3 с возможностью его вертикального перемещения. На внутренних плоскостях опор выполнены углубления 4 под сферические шарниры 5, расположенные по вертикальной геометрической оси цилиндра. Промежуточная опора 6, устанавливаемая на испытуемый образец 7, на торцевых сторонах которого также выполнены углубления 4 под сферические шарниры 5, выполнена в виде металлической квадратной рамы 8 с округленными углами. Промежуточная опора 6 устанавливается на одинаковых расстояниях от неподвижной опоры 2 и подвижной опоры 3. По двум взаимно перпендикулярным линиям А-А, расположенным параллельно сторонам рамы 8, выполнены четыре цилиндрических отверстия 9 с резьбой под крепежные болты 10, предназначенные для установки и крепления рамы на образце 7. Кроме этого, по двум взаимно перпендикулярным диагоналям Б-Б на раме 8 выполнены четыре цилиндрических отверстия 11 с резьбой для установки опорных винтов 12, с помощью которых металлическая рама 8 жестко фиксируется внутри цилиндра 1 нагружающего устройства. Также имеются цилиндрические вставки 13, которые обеспечивают жесткое крепление концов образца 7 по типу жесткой заделки с сохранением возможности осевого нагружения.

Работа устройства.

Работа устройства осуществляется следующим образом. На образец 7 круглого поперечного сечения, с выполненными на его торцевых сторонах по вертикальной геометрической оси углублениями 4, жестко закрепляется промежуточная опора 6 с помощью четырех крепежных болтов 10. Затем образец 7 вместе с установленной на нем промежуточной опорой 6 устанавливается в цилиндрический корпус 1 между неподвижной опорой 2 и подвижной опорой 3 с размещенными в них сферическими шарнирами 5, при этом концы образца 7 размещаются в цилиндрических вставках 13, которые обеспечивают концевые закрепления образца по типу жесткой заделки с сохранением возможности осевого нагружения. При этом опора 8 внутри цилиндра 1 фиксируется посредством опорных винтов 12. После этого устройство помещается на машину для испытания и образец подвергается нагружению сжимающей нагрузкой, обеспечивающей прохождение площадки текучести без потери его устойчивости.

Примеры конкретного исполнения.

В соответствии с заявленным изобретением было изготовлено устройство для испытания образцов на устойчивость. Для исследования были изготовлены металлические образцы из Ст.3 круглого поперечного сечения и испытаны на сжатие с использованием универсальной испытательной машины Р-20 с максимальным усилием 20 тонн.

Пример 1. Образец длиной l=104 мм и диаметром d=16 мм без промежуточных опор был закреплен в устройстве и подвергнут сжатию. При нагрузке F равной 66,1 кН он потерял устойчивость. Критическое напряжение σкр при этом составило 329 МПа.

Пример 2. На образец длиной l=104 мм и диаметром d=16 мм была установлена одна промежуточная опора таким образом, чтобы расстояния от промежуточной опоры до нижней цилиндрической вставки и от промежуточной опоры до верхней цилиндрической вставки были одинаковыми. Далее образец был закреплен в устройстве и подвергнут сжатию. Сжатие было произведено до нагрузки F равной 71 кН, которая обеспечивает полное прохождение пластических деформаций на площадке текучести. Образец устойчивости не потерял. Напряжение σ при этом составило 353 МПа.

Пример 3. Образец длиной l=144 мм и диаметром d=16 мм без промежуточных опор был закреплен в устройстве и подвергнут сжатию. При нагрузке F, равной 65,9 кН, он потерял устойчивость. Критическое напряжение σкр при этом составило 328 МПа.

Пример 4. На образец длиной l=144 мм и диаметром d=16 мм были установлены две промежуточные опоры таким образом, чтобы три расстояния: от нижней цилиндрической вставки до первой промежуточной опоры, от первой промежуточной опоры до второй промежуточной опоры и от второй промежуточной опоры до верхней цилиндрической вставки были одинаковыми. Далее образец был закреплен в устройстве и подвергнут сжатию. Сжатие было произведено до нагрузки F равной 71 кН, которая обеспечивает полное прохождение пластических деформаций на площадке текучести. Образец устойчивости не потерял. Напряжение σ при этом составило 353 МПа.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица
Примеры Размеры образца, мм Гибкость образца Нагрузка, кН Напряжение, МПа Результаты испытания
длина диаметр
1 - без промежуточных опор 104 16 13,0 66,1 329 устойчивость потерял
2-е одной промежуточной опорой 104 16 9,1 71 353 устойчивость не потерял
3 - без промежуточных опор 144 16 18,0 65,9 328 устойчивость потерял
4 - с двумя промежуточными опорой 144 16 9,8 71 353** устойчивость не потерял

Из приведенных в таблице данных видно, что согласно примерам 2 и 4 использование промежуточных опор приводит к уменьшению гибкости и повышению сопротивляемости потери устойчивости, что в сравнении с прототипом позволяет сжимать образцы до больших степеней пластической деформации без потери устойчивости.


УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-1 из 1.
10.04.2014
№216.012.b766

Способ повышения прочностных свойств стали и сопротивления потери устойчивости

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств металлов и может найти применение при расчете элементов конструкций и деталей машин. Сущность: осуществляют деформационное старение образца, приложение статической нагрузки без изменения знака нагружающей силы и знака деформации до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512677
Дата охранного документа: 10.04.2014
Показаны записи 1-10 из 19.
10.02.2013
№216.012.2350

Крупный заполнитель для бетона

Изобретение относится к области строительства, к технологии изготовления искусственных строительных конгломератов (композитов) и может найти применение при производстве бетона на различных вяжущих с использованием отходов промышленного производства, таких как доменные шлаки, некондиционные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474542
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.04.2013
№216.012.3a13

Бетонная смесь

Изобретение, относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бетонных смесей, используемых при изготовлении сборных и монолитных железобетонных изделий и конструкций. Технический результат - увеличение прочности на сжатие и морозостойкости бетона. Бетонная смесь,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480428
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.11.2013
№216.012.7cf5

Антисептический огнезащитный состав для древесины

Изобретение относится к составам для защиты древесины. Состав получают одностадийным электролизом раствора бишофита с использованием цинковых электродов. Электролиз осуществляют при плотности тока 0,05 А/дм, напряжении 3B и температуре раствора электролита 20-25°C. Плотность раствора составляет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497662
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.09.2014
№216.012.f32b

Конструкция дорожной одежды

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог, а именно к конструкциям дорожной одежды. Технический результат - повышение прочности проезжей части автомобильной дороги за счет снижения напряжений от приложенной нагрузки в зоне перехода от более прочного участка конструкции дороги к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528073
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.10.2014
№216.012.fd42

Устройство для упрочнения поверхности металлических изделий

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к металлообработке, и может быть использовано при изготовлении металлических изделий с повышенной износостойкостью поверхности. Для повышения эффективности и надежности работы устройство включает ультразвуковой генератор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530680
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.03.2015
№216.013.31bb

Способ армирования грунта

Предложенное изобретение относится к области строительства, а именно к укреплению армированием грунтов склонов, откосов, насыпей, оснований сооружений. Способ армирования грунта включает отсыпку, выравнивание, уплотнение грунтового слоя, устройство на поверхности грунтового слоя армирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544199
Дата охранного документа: 10.03.2015
27.04.2015
№216.013.46d5

Способ закрепления откосов насыпи автомобильной дороги

Предлагаемое изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для предотвращения размыва откосов насыпей дороги концентрированным стоком воды с ее полотна. На полосу земли, непосредственно прилегающую к подошве насыпи, шириной 2,5-3,0 метра, одним-двумя проходами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549637
Дата охранного документа: 27.04.2015
27.04.2015
№216.013.474a

Система защиты гидропривода

Система предназначена для защиты от не санкционированного выброса рабочей жидкости из гидросистем. Система включает гидробак, насос, соединенный напорной гидролинией с гидроприводом через распределитель, линию слива в гидробак и запорное устройство, включающее корпус с входной, выходной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549754
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.06.2015
№216.013.5109

Центрирующий элемент для пропуска пневмоопалубки к пневмотрубоукладчику

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении трубопроводов непосредственно на месте их эксплуатации. Центрирующий элемент для пропуска пневмоопалубки к пневмотрубоукладчику включает корпус с полостью в виде канала с расширенным горизонтальным и сужающимся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552266
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.07.2015
№216.013.62c8

Система защиты гидропривода

Система предназначена для защиты от несанкционированного выброса рабочей жидкости из гидросистем строительно-дорожных, сельскохозяйственных, мелиоративных, лесотехнических, промышленных машин и оборудования с гидроприводом рабочих органов. Система включает гидробак, редукционный клапан, насос,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556835
Дата охранного документа: 20.07.2015
+ добавить свой РИД