УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ Российский патент 2000 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к области физических свойств материала, а именно определению прочностных характеристик, и может быть использовано для проведения испытаний материалов на растяжение, в частности, при моделировании процесса влияния различных сред (жидкость - воздух) и их чередования на прочностные характеристики различных материалов.

Известна установка для испытания материалов на прочность, содержащая основание, установленные на нем опоры, кинематически связанный с опорами рычаг с шарнирно установленным на нем активным захватом, пассивный захват и груз, при этом один конец рычага шарнирно закреплен на основании, опоры установлены симметрично относительно оси рычага, кинематическая связь между опорами и рычагом выполнена в виде гибкой тяги, закрепленной на втором конце рычага и огибающей опоры, а установка снабжена двумя фиксаторами груза на тяге, двумя упругими элементами, одни концы которых соединены с грузом, и двумя фиксаторами вторых концов соответствующих упругих элементов.

Признаки, совпадающие с имеющимися в наличии шарнирного закрепления захватов. (См. авторское свидетельство N 2051356; 6 G 01 N 3/08, бюл. N 36, ч. 2, 1995).

Причины, препятствующие поставленной задаче, - неудобство обслуживания и недостаточная точность результатов испытаний, невозможность проводить испытания в автоматическом режиме при влиянии различных сред.

Известна установка для испытания образцов на растяжение, состоящая из силоизмерителя, соединенного шарнирно с неподвижным захватом, подвижный захват, перемещающийся в горизонтальной плоскости с помощью ходового винта и привода, самописца, на диаграмме которого отмечается момент фотосъемки, микроскопа с прикрепленным к нему фотоаппаратом, импульсных ламп вспышек и ламп постоянного освещения, а неподвижный захват подвешивается в магнитном поле двух взаимоотталкивающих магнитов, один из которых закреплен на неподвижном захвате, другой располагается снизу, нижний магнит имеет регулируемое положение относительно неподвижного захвата, сила взаимодействия взаимоотталкивающих магнитов регулируется, магнит на неподвижном захвате закреплен в центре тяжести конструкции захвата.

Перемещение захватов в горизонтальной плоскости. (См. авторское свидетельство N 2099685; 6 G 01 N 3/08, бюл. N 35, ч. 2, 1997).

Но данная установка очень сложна по своей конструкции и отсутствует возможность моделировать влияние различных сред на прочность материалов.

В качестве прототипа принимаем устройство для испытания материалов на прочность, содержащее привод с поступательным перемещением выходного звена, блок управления приводом, выход которого соединен с приводом, активную и пассивную опоры для образца из испытуемого материала, силоизмеритель, включающий упругую систему, и преобразователь сигналов, один из выходов которого соединен с силоизмерителем, а выходное звено привода соединено непосредственно с активной опорой, силоизмеритель - с пассивной опорой, выход блока управления привода - с вторым входом преобразователя сигналов, который формирует выходные сигналы σ и ε по следующим зависимостям:


где σ - напряжение в образце, Па;
F - входной сигнал, поступающий от силоизмерителя, соответствующий усилию нагружения образца, H;
S - площадь образца, м²;
ε - деформация образца, м;
X - входной сигнал, поступающий от блока управления приводом, соответствующий перемещению активной опоры, м;
C - жесткость упругой системы силоизмерителя, H/м.

Признаки совпадающие: привод с поступательным перемещением выходного звена, блок управления приводом, выход которого соединен с приводом, пассивная опора, испытуемый образец, силоизмеритель и преобразователь сигналов.

(См. авторское свидетельство N 2112230; 6 G 01 N 3/28, бюл. N 15, ч. 2, 1998).

Причиной, не позволяющей решить поставленную задачу, является невозможность моделировать процесс влияния различных сред на прочность материала при испытании на разрыв.

Задачей изобретения является упрощение проведения испытаний и повышение их точности с возможностью моделирования процесса влияния различных сред (жидкость - воздух) и их чередования на прочностные характеристики различных материалов.

Технический результат достигается тем, что в установке для испытания материалов на растяжение, содержащей привод с поступательным перемещением выходного звена, блок управления приводом, выход которого соединен с приводом, силоизмеритель с преобразователем сигналов, один из выходов которого соединен с силоизмерителем, испытуемый образец, жестко закрепленную опору, при этом захваты связаны с последней и штоком силового гидроцилиндра посредством шарнирных равноплечих рычагов.

Соединение захватов со стойкой и штоком силового гидроцилиндра посредством шарнирных равноплечих рычагов позволило осуществить конструктивно просто возможность проводить испытания материалов на растяжение при моделировании процесса влияния различных сред (жидкость - воздух) и их чередования на прочностные характеристики различных материалов.

На чертеже приведена предлагаемая установка для испытания материалов на растяжение.

Установка для проведения испытаний материалов на растяжение содержит привод 1, блок управления приводом 2, выход которого связан с приводом, силоизмеритель 3, испытуемый образец 4, перемещающийся в горизонтальной плоскости, шток силового гидроцилиндра 5, жестко закрепленную опору 6, при этом захваты 7 связаны с последней и штоком силового гидроцилиндра 5 посредством шарнирных равноплечих рычагов 8.

Работает установка следующим образом: от привода 1, состоящего из электропривода и насосной станции, представляющей собой гидросистему с закрытой циркуляцией жидкости и дроссельным регулированием посредством блока управления 2, включающего электромагнитный клапан включения, электромагнитное поляризованное реле, преобразующее ток управления в пропорциональное ему отклонение заслонки гидроусилителя (типа сопло-заслонка), шток которого соединен со штоком датчика обратной связи (не показано), задается режим испытаний. Шток силового гидроцилиндра 5 совершает возвратно-поступательные движения, при этом испытуемый образец 4, закрепленный в захватах 7, расположенных между жестко закрепленной опорой 6 и штоком силового гидроцилиндра 5, посредством равноплечих рычагов 8 окунается в жидкость, выдерживается требуемое время, при обратном ходе штока гидроцилиндра 5 извлекается с выдержкой на воздухе (цикл может повторяться), затем по истечении требуемого количества циклов подвергается разрыву, усилие разрыва фиксируется индукционным силоизмерителем 3, состоящим из датчика давления, индукционного манометра для контроля давления, а датчик связан проводами с индикатором, основным элементом которого является магнитоэлектрический логометр (не показано). Данная установка применяется для проведения испытаний материалов на растяжение при моделировании процессов влияния различных сред (жидкость - воздух) и их чередования на прочностные характеристики различных материалов.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях на прочность для определения прочностных характеристик и для проведения испытаний материалов на растяжение. Установка для испытаний материалов на растяжение содержит привод, блок управления приводом, силоизмеритель с преобразователем сигналов, испытуемый образец, жестко закрепленную опору. Захваты связаны с жестко закрепленной опорой и штоком силового гидроцилиндра посредством шарнирных равноплечих рычагов. Достигаемым техническим результатом является упрощение проведения испытаний, повышение их точности с возможностью моделирования процесса влияния различных сред, возможность чередования испытаний на прочностные характеристики различных материалов. 1 ил.

Установка для испытаний материалов на растяжение, содержащая привод с поступательным перемещением выходного звена, блок управления приводом, выход которого соединен с приводом, силоизмеритель с преобразователем сигналов, испытуемый образец, жестко закрепленную опору, отличающаяся тем, что захваты связаны с последней и штоком силового гидроцилиндра посредством шарнирных равноплечих рычагов.