Статьи»Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций»Стендовые испытания

Стендовые испытания

Добавлено 18.04.2014

В НИИРП в 1960-х – 1980-х годах были выполнены широкомасштабные работы по созданию испытательных стендов и освоению методик испытания объемных цилиндрических образцов, проведены испытания напряженно-деформированного состояния и прочности  различных видов прорезиненных тканей при двухосном нагружении.

 Рис. 5.34

Рис. 5.34. Универсальный стенд конструкции НИИРП для испытания цилиндрических образцов и пневмобалок на прочность и деформативность при воздействии внутреннего давления и внешних нагрузок.

Универсальный испытательный стенд (рис. 5.34.), состоит из неподвижной рамы 2 с двумя стойками 3 и двух универсальных шарниров 4, позволяющих имитировать подвижную и неподвижную шарнирные заделки при испытаниях балок на изгиб, а также использовать их при истытаниях цилиндрических образцов на кручение, растяжение и сжатие. Шарнир имеет двутавровую консоль, перемещающуюся в осевом направлении, и несущую на себе планшайбу с радиальными прорезями. К планшайбе, шарнирно опертой на подвижную консоль, болтами прикрепляется торцовой частью (заглушкой) пневматический образец. Радиальные прорези в планшайбе обеспечивают возможность закрепления на ней пневмоцилиндров диаметром от  150 до 400 мм. Консоль может быть закреплена и неподвижно – при имитации неподвижной шарнирной опоры.

При испытаниях пневмоцилиндров на кручение на конце консоли закрепляется планшайба, имеющая кольцевую проточку (желобок) по наружному диаметру, служащую для размещения троса, на котором подвешиваются грузы. Планшайба может свободно вращаться вокруг оси.

При испытаниях на изгиб жестко заделанного пневматического цилиндра вместо универсального шарнира на стойки устанавливаются неподвижные жесткие опоры, сваренные из двух стальных листов, расположенных под углом 900 друг к другу. Вертикальные полки этих опор также имеют радиальные прорези для крепления закглушек пневмоцилиндров. Испытания пневмоцилиндров на сжатие  (или продольный изгиб) могут производиться как при шарнирном закреплении обоих концов, так и при одном шарнирно, а другом жестко закрепленном конце.

Нагружение внешними силами может производиться непосредственно чугунными грузами или с помощью лебедки 14, трос 7 которой перекинут через блок 11 и присоединен к пружинному динамометру 6, подвешенному к ремню 5, охватывающему пневмоцилиндр. Прогибы и осевые перемещения измерялись прогибомерами, закрепленными на опорах 9 и 10. Наполнение пневмосрежня сжатым воздухом производилось от компрессора 12, давление измерялось образцовым манометром 13.  Деформации материала в осевом и поперечном направлении  измерялись  электрическими датчиками больших удлинений, нониусными линейками или с использованием стереофотограмметрической  аппаратуры.

Для исследования материалов и швов в двухосном напряженном состоянии отработана конструкция объемных образцов в форме цилиндра и создана конструкция стенда, обеспечивающая соблюдение правил техники безопасности при разрушении образца. Рабочей средой, создающей давление в образце, выбрана вода. Объемный обрацец 1 из исследуемого материала (рис. 5.35.) диаметром 250мм и длиной 500 мм имел в торцевых частях вшитые в материал резиновые кольца 2, которые зажималсь с помощью болтов 7  и гаек 9 между частями плоской металлической разборной заглушки: днищем 6 и фланцем 8. Для герметизации образца использовалась внутренняя резиновая герметизирующая камера 3 с манометрическими трубками 4, 5 для заполнения внутреннего объема рабочей средой и замера давления.

Рис. 5.35

Рис. 5.35. Объемный образец для испытания тканей с покрытием и швов в двухосном напряженном состоянии.

Исследования длительной прочности проведены в одноосном напряженном состоянии в нормальных (комнатных) условиях и в условиях старения при воздействии погодных факторов (Сергиево-Посадский район Московской обл.), а также на цилиндрических объемных образцах в двухосном (Тоу=2:1) напряженном состоянии. Стенды для испытаний представлены на рис. 5.36. – 5.37.

Рис. 5.36, 5.37

Рис. 5.36. Стенд для испытаний образцов на длительную прочность при одноосном растяжении в комнатных условиях

Рис. 5.37. Стенд для испытаний образцов на длительную прочность при одноосном растяжении при естественном старении

Рис. 5.38, 5.39 

Рис. 5.38. Схема стенда для испытания объемных образцов состоянии

Рис. 5.39. Схема стенда для испытания объемных образцов на длительную прочность

Стенды, разработанные для испытания образцов одноосного растяжения на длительную прочность, обеспечивают постоянное во времени натяжение образца при удлинении до 50% и нагрузках, достигающих 10 кН. Стенд позволяет неподвижно крепить один конец образца и обеспечивать перемещение второго подвижного зажима. Нагружение образца осуществляется с помощью грузов, подвешиваемых на гибких тягах, проходящих по периметру шкивов. Шкивы, радиусы которых являются большими плечами рычага, жестко закреплены  на оси, на которую непосредственно наматывается гибкая тяга, идущая от траверсы зажима. Соотношение  радиусов шкива и оси является передаточным отношением механизма (i =15). Один стенд позволяет одновременно испытывать пять образцов в диапазоне нагрузок от 300 до 10 000 Н на каждый.

Время, которое выдержал образец до разрушения, определялось с помощью простого механизма, состоящего из гибкой нити, присоединяемой через блоки с одной стороны к шкиву, а с другой – к перу самописца метеорологического барографа, имеющего двухнедельный часовой механизм. Пока образец не разрушится, перо самописца касается барабана прибора, а при разрушении образца под действием грузов шкив поворачивается, оттягивая перо прибора от барабана.

Отличием стендов для испытаний на длительную прочность в условиях естественного старения является расположение верхней рамы с закрепленными образцами под углом  450 к горизонту.

Испытания на прочность прорезиненных тканей и швов при двухосном нагружении осуществлялись на цилиндрических объемных образцах (рис. 5.35) при соотношении напряжений по основе и по утку (Тоу=2:1, 1:2) на стенде (рис. 5.38),  позволяющем осуществлять гидравлическое нагружение. Стенд состоит из пневмогидравлической емкости 1 объемом 250 л и ванный 2, в которую помещают образец 3. Пневмогидравлическая емкость служит для создания гидравлического давления в образце. Давление обеспечивается индивидуальным компрессором или от заводской воздухораспределительной сети 4. В целях обеспечения правил техники безопасности испытания объемных образцов из материалов с прочностью свыше 200 daN/5см производили в камере  17, предохраняющей испытателей от возможных силовых воздействий в момент разрушения. Камера состоит из двух стеклопластиковых полуцилиндров сосевым разъемом. В нижнем полуцилиндре имеются два отверстия для подвода шлангов к объемному образцу, а в верхнем – окошко из оргстекла, обеспечивающим наблюдение за образцом и снятие показаний с датчиков удлинений.

Испытания на длительную прочность материалов и швов при двухосном растяжении проводились на таких же объемных образцах. К стенду для испытаний, схема которого показана на рис. 5.39, предъявлялись следующие требования:

  • обеспечение постоянного во времени внутреннего избыточного давления в объемном образце. Максимальное рабочее давление – до 1 мПа4
  • автоматическая регистрация времени выдержки образца до момента разрушения;
  • автоматический сброс давления рабочей среды после разрушения образца;
  • обеспечение правил техники безопасности при проведении эксперимена.

Стенд для испытаний являлся разновидностью стенда для испытаний объемных образцов на прочность.  Вода подавалась  из пневмогидравлической емкости, на две трети заполняемой водой, давление в которой обеспечивалось воздухом из заводской пневмосистемы или от индивидуального компрессора.  Постотоянство давления в системе обеспечивалось ее герметичностью при закрытом отверстии контроля уровня и вентилей. Для автоматической регистрации времени выдержки образца до разрушения служил счетчик машинного времени, включаемый посредством электроконтактного манометра. Автоматический сброс давления после разрушения образца осуществляется  электромагнитным вентилем через реле. Емкость была снабжена предохранительным клапаном и прямопоказывающим манометром, вторичный контроль времени выдержки образца под давлением осуществлялся по манометру – самописцу с часовым механизмом.

"Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций"
Авторский коллектив; Л.Е. Ветрова, к.х.н В.Ф. Ионова, П.В. Таскаева, к.т.н. А.Т. Титаренко, к.т.н. В.П. Шпаков
Под общей редакцией к.т.н. В.П. Шпакова

Фотогалерея

Новости

Распродажа приводных ремней!

Приводные ремни по сниженным ценам!...далее

Распродажа надувных лодок!

Скидка 50%...далее

Виброизоляторы - остатки

Виброизоляторы резинометаллические...далее

Все новости >>


Мы в СМИ



Прямая связь с руководством

Вы можете отправить сообщение руководству компании.

Форма обратной связи

Вы можете отправить нам сообщение

ОАО НИИРП