книги / Статическая выносливость элементов авиационных конструкций

этой схеме чаще других применяются образцы с поперечным отвер­ стием (рис. 29) или с круговой проточкой (рис. 30), с профилем проточки согласно рис. 31.

При достаточно резком концентраторе напряжения (с боль­ шим коэффициентом концентрации) и подходящем по размерам цанговом зажиме возможно упрощение формы образца соглас­ но рис. 32.

По указанной схеме построена шестишпиндельная машина (рис. 33—35), позволяющая одновременно испытывать шесть образцов, настроенных на разные режимы испытания. Машина приводится в движение от одного электродвигателя 1, который через червячную передачу 2 приводит во вращение общий вал 3. Через зубчатую передачу 4 каждый шпиндель приводится во вращение со скоростью 20 об/жик. При замене червячной пары

в том же корпусе парой с другим передаточным числом число оборотов можно повысить до 60 об1мин. Каждый шпиндель име­ ет цанговый зажим, в который закладывается корневая часть образца. Затяжка производится накидным ключом через гайку 6 . Нагрузка осуществляется весом тарированных грузов, накла­ дываемых на подвешенные на резиновых шнурах тарелки 5. При разрушении образца консольная часть его при падении на упор замыкает контакт и через пульт 8 электромагнитом 7 вы­ ключает из работы шпиндель, раздвигая кулачковую муфту. На каждом шпинделе имеется свой счетчик 9. Наибольший вылет

41

машина настраивается по углу закручивания динамометра при помощи двух циферблатных измерителей 9. Испытание проис­ ходит по принципу заданной деформации.

Некоторые из статических испытательных машин с неболь­ шими переделками тоже можно приспособить для испытанийна повторные нагрузки. Но в этом случае необходимо следить за тем, чтобы чрезмерно не изнашивались некоторые узлы машины, основной режим которой не приспособлен к непрерывной дли­ тельной работе. За неимением готовых испытательных низко­ частотных машин нередки случаи постройки таких машин соб­ ственными силами лабораторий. Обычно такие машины проек­ тируются и строятся по упрощенным схемам и с более простыми конструктивными формами деталей. В результате получается более грубая машина, вносящая такие искажения в результаты испытания, которые трудно оценить количественно из-за непо­ стоянства параметров. Чаще всего в таких машинах результаты испытания искажаются или из-за неучета того, что машина ра­ ботает по принципу заданной деформации вместо заданной на­ грузки, или из-за неучета фактически возникающих эксцентри­ ситетов в передаче нагрузки на образец. Особенно строги в этом отношении машины для испытаний на осевые нагрузки (растяжение — сжатие).

5.ДЕТАЛИ ОСНАСТКИ ПУЛЬСАТОРОВ

Детали силоизмерительной системы

Основной деталью силоизмерительной системы большинства типов описываемых пульсаторов является кольцевой динамо­ метр с микроскопом (рис. 38), имеющий обычно 300 и 600-крат- кое увеличение.

В поле зрения микроскопа видна шкала (рис. 39), обычно содержащая 200 условных делений на длине 16 мм. По этой шкале отсчитывается упругая деформация кольцевого динамо­ метра 1 (см. рис. 38), на котором укреплены три детали: микро­ скоп 3 посредством кронштейна 2, световая щель 4, проектирую­ щаяся на шкалу в поле зрения, и осветительная лампа 5. По предварительной тарировке указанной измерительной, системы, проводимой тарировочным динамометром, составляется тарировочный график зависимости показаний по шкале микроскопа от нагрузки на динамометр (рис. 40). Такая силоизмерительная си­ стема применяется в большинстве пульсаторов, которыми пользовался автор в своих работах. Динамометр устанавливает­ ся в непосредственной близости к одному из зажимов пульсато­ ра для уменьшения возможности появления ошибки при опреде­ лении нагрузки, приложенной к образцу.

45

Детали для настройки режима нагружения

Для настройки пульсатора на заданный интервал нагрузок от Pmin До Лпах используется пружина пульсатора, с которой связывается двухконтактный контактор (рис. 41). Состоит он из двух отдельных узлов, установленных на разных частях пуль­ сатора: винтового шпинделя 1 с передвижными упорами и двух тонкостенных соединенных вместе коробочек 11, несущих в себе собственно контакты. По мелкой нарезке шпинделя 1, укреплен­ ного в державке 2, при помощи гаек 3 могут передвигаться ка­ ретки 4, несущие на себе упорные ролики 5. В коробочках 11 помещаются пружинящие контакты. На одной из пластинок 7, зажатой одним концом в корпусе коробочки 11, укреплены упор­ ная текстолитовая бобышка 6 и контактирующий элемент 8. На другой такой же пластинке 10, тоже зажатой одним концом в основании коробочки 11, укреплена накладка 9, с которой сопри­ касается при контактировании элемент 8. Для наблюдения мо­ мента контактирования при настройке пульсатора в коробочках 11 сделаны сквозные круглые окошки 12. На подложенной для создания фона с обратной стороны белой бумаге легко заметить момент касания контактов 8 и 9. Описанные два узла устанав­ ливаются по концам пружины (для работы пульсатора по прин­ ципу заданной нагрузки). Разводя упорные ролики 5 в соот­ ветствии с желаемым размахом нагрузки, за которой наблюдают

вмикроскоп, пульсатор настраивают на автоматическую работу

взаданном интервале нагрузок.

При разрушении образца машина автоматически останавли­ вается замыканием аварийного контакта, аналогичного описан­ ным контактам.

При отсутствии пружины (в пульсаторах с большим рабочим ходом), например, в пульсаторе для испытаний балочных образ­ цов на изгиб (см. рис. 25), настройка его на заданный режим производится по специальному динамометру, изображенному на рис. 42. Такой динамометр оснащается контактной группой с дополнительными рычажками 1 и 2, которые устанавливаются по шкале динамометра на заданные предельные нагрузки Рта1 и PniinРабочая стрелка 3 динамометра несет контакт, замыкаю­ щий поочередно предельные контакты на рычагах 1 и 2, и по­ дает команду в пульт для реверсирования электродвигателя.

Такой же контактной группой можно оснастить и манометр, часто употребляемый в гидравлических испытательных установ­ ках для измерения усилия на поршень нагружающего устрой­ ства (рис. 43). Но этот метод измерения нагрузки, приклады­ ваемой к испытуемому образцу, принципиально менее точен, чем описанные выше, главным образом из-за непостоянства внутрен­ них сопротивлений во всей гидросистеме. Это непостоянство вы­ зывается как несовершенством фильтрации рабочей жидкости (масла), так и переменностью условий монтажа и положений в

47

пространстве отдельных деталей гидросистемы (главным обра­ зом гидравлического силовозбудителя).

Детали для зажима образцов

Конструкция и состояние зажимных устройств в усталост­ ных испытательных установках оказывают существенное влия­ ние на результаты испытания.

Практика лабораторных испытаний на выносливость образ­ цов и конструктивных элементов показывает, что нередки случаи искажения результатов испытания из-за недостаточного внима­ ния к неполадкам в зажимных устройствах испытательного

ij-no захватным губкам пульсатора

Лг<58

BjbZB

Q<tJ

Рис. 44. Нормальный плоский образец сплава без концентратора напряжений-

стенда или машины. В настоящем разделе рассматриваются воз­ можные неполадки, связанные с изготовлением и содержанием деталей зажимных устройств. При испытаниях на осевые на­ грузки зажимные устройства выполняются в двух основных ва­ риантах: для плоских и круглых образцов.

Элементы многих конструкций изготовляются из листовых и профильных полуфабрикатов. Поэтому многие испытания на статическую выносливость сплавов проводятся на плоских об-

lj-по захватным губкам пульсатора iz4-SB

Рис. 45. Плоский образец с отверстием

разцах (рис. 44 или 45). Типовое зажимное устройство для та­ ких образцов приведено на рис. 46. Зажимная головка 1 пуль­ сатора выполняется из целого куска стали и имеет внутреннюю клиновидную полость прямоугольного поперечного сечения, в которую закладываются две губки 3, имеющие зубчатую насеч­ ку в плоскости их разъема. Наружные гладкие плоскости губок имеют тот же уклон, что и в полости зажимной головки (обычно 1/10 или 1/8). Кроме клиновидной полости в осевом направле­ нии, в зажимной головке имеется поперечное цилиндрическое от­

50