Устройство для испытания образцов материалов на растяжение Советский патент 1983 года по МПК G01N3/08 

2.Устройство по П.1, о т л ичаюшееся тем, что силоизмеритель выполнен в виде консольно закрепленной балочки с опорой, ус тановленной с возможностью перемещения вдоль нее.

3.Устройство по п. 1, о-т л ич.ающе ее я тем, что силоивмеритель выполнен в виде двух рычагов, установленных с возможностью вращения в параллельных плоскостях вокруг общей оси, и консольно закрепленных на свободных концах этих рычагов упругих балочек, свободные концы которых соединены шарнирно с помощью тяг в точйе, леждщей на оси рычагов.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ НА РАССТЯЖЕНИЕ, содержащее зажимы образца, силризмеритель, связанный с одним из зажимов контак-гную скобу, установленную с возможностью взаимодействия, с подвижным элементов силбизмерителя и связанную с другим зажимом, а также связанный с этим зажимом нагружающий механизм и измеритель деформации, отличающееся тем, что, с целью расширения техноловических возможностей путем непосредственного определения деформационной жесткости испытуемых образцов, связь, контактной скобы с зажимом выполнена в виде рычажно-шарнирного механизма, состоящего из двух параллельных неравноплечих рычагов второго рода и тяги, соединяющей их с по- МОЩЬЮ шарниров, один из рычагов соединен с контактной скобой и имеет соотношение плеч 1:2, а другой соединен с зажимом образца и имеет соот- /Л ношение плеч 1:4.| ND О О СО

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания образцов на р.астяжение, и может быть использовано при испытаниях полимерных матери лов. Известно устройство для испытания текстильных материалов на релаксацию, содержаыее силоизмеритёль ную балку, кинематически связанную с верхним зажимом устройства и несущую тензодатчик , связанный с регистрирующим и регулирующим приспособлениями, и приспособление для нагрузки и разгрузки,образцаГ Т. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для испытания образцов материалов на растяжение, содержащее зажимы образца, силоизмеритель, связанный с одним из зажимов, контактную скобу, установленную с возможностью взаимодействия с подвижным элементом силоизмерителя и связанную с другим зажимом, а также связанный с этим зажи мом нагружающий механизм и измеритель деформации . Недостатком известных устройств я ляется невозможность непосредственно определять дефор 1ационную жесткость испытуемого образца, что ограничивает технологические возможности устройства. Цель изобретения - расширение тех нологических возможностей путем непосредственного определения деформационной жесткости испытуемого образца. Поставленная цель достигается тем что в уст|эойстве для испытания образцов материала на растяжение, соде жащем зажимы образца, силоизмеритель связанный с одним из зaJKИMoв, контактную скобу, установленную с возможностью взаимодействия с подвижным .элементом; силоизмерителя и связанную с другим зажимом, а также связанный с этим зажимом нагружающий механизм и измеритель деформации, связь контактной скобы с зажимом выполнена в виде рычажно-шарнирного механизма, состоящего из двух параллельных неравноплечих рычагов второго рода и тяги, соединяющей их с помощью шарниров, один из рычагов соединен с контактной скобой и имеет соотношение плеч 152, а другой соединён с зажимом образца и имеет соотношение плеч 1:4., Кроме того, силоизмеритель выполнен либо в виде консольно закрепленной балочки с опорой, установленной с возможность перемещения вдоль нее, либо в виде двух рычагов, установленных с возможностью вращения в параллельных плоскостях вокруг обйьей оси, и консольно закрепленных на свободных концах этих рычагов упругих балочек, свободные концы которых соединены шарнирно с помощью тяг в точке, лежащей на оси рычатов. На фиг. 1 изображена схема устройства для испытания образцов материалов на растяжение; на фиг. 2 схема силоизмерителя. Устройство содержит верхний 1 и нижний 2зажимы для крепления об- разца 3. Верхний зажим 1 тягой 4 шарнирно соединен с силоизмерителем, выполненным в виде консольно закрепленной балочки 5, снабженной опорой 6, установленной с возможностью перемещения вдоль балочки 5. Связь контактной скобы 7 с верхним зажимом 1 выполнена в виде рычажно-шарнирного механизма,состоящего из лвух- параллельно неравноплечих рычагов 8 и 9 вггорого рода и тяги 10, соединяющей их с помощью шарниров 11 и 12. При этом рычаг 8 соединен с контактной скобой 7 и имеет . соотношение плеч 1:2, а рычаг 9 соединен через тягу 13 с нижним зажимом .2 и имеет соотношение плеч 1:4. Рычаг 9 с укрепленным на нем грузом i4 взаимодейтсвует с кулачком 15 вращающимся от шагового двигателя (не показан). Балочка 5 через контактную скобу 7 взаимодействует с электроприводом (не показан) перемещения опоры 6, которая снабжена стрелкой 16 и пером 17 для отсчета по шкале 18 и записи на диаграммну бумагу 19 величины измеряемой дефо мационной жесткости образца 3. Для записи удлинения образца предусмот сельсин-датчик 20, ротор которого связан с рычагом 8, Силоизмеритель с линейной зависимостью деформационной жесткости от параметра,изменяющего жесткоть силоизмерителя (фиг. 2), выполнен в виде двух рычагов 21 и 22, установленных на корпусах шестерен 23 и 24, вращающихся в параллельных плоскостях вокруг общей оси, и закрепленных консольно на рычагах 21 и 22 упругих балочек 25 и 26, свободные конщл которых шарнирно соединены тягами 27 и 28 в точке 29, соединенной тягой 30 с верхним зажимом 1 и лежащей на продолжении об щей оси вращения. Кинематическая связь электропри ;ла 31 поворота Е 1чагов 21 и 22 осуществлйется через редуктор,состоящи ИЗ червяка 32,червячного колеса 33 шестерни 34, находящейся в Зацеплении одновременно с шестерней 23 с закрепленным на ней рычагом 21 и шестернвй-35, имеющей равное количество зубьев с гаестерней 34. Шестерня 35 находится в зацеплении с шестерней 24 с укрепленным на ней рычагом 22. Рычаг 21 соединен со стрелкой-указателем 36 для отсчета дефор мационной жесткости по шка. ле 37 и сельсин-датчиком 20. Устройство работает следующим образом. Образец 3 нагружается грузом 14 за счёт поворота кулачка 15 (фиг.1) При этом образец удаиняется на вели чину f, равную прогибу балочки 5, что достигается в результате выбранного соотнсяиёри я плеч рычагов 8 9. Замыкание одного из контактов контактной скойл 7 включает электро привод опоры б до момента пока не исчезнет.усилие в тяге 10 и контакты не разомкнутся. В этот стрелка-указатель 16 показывает на шкале 18 величину деформационной жёсткости образца 3, которая одновр менно фиксируется на диаграммной бумаге 19. В дальнейшем силоизмеритель постоянно поддерживает отсутствие усилия в тяге 10, положение опоры 6 показывает изменение деформационной жесткости образца 3 в каждый момент испытания, а сельсин-датчик 20 фиксирует удлинение обрё1зца 3. Силоизмеритель с линейной зависимостью деформационной жесткости от параметра, изменяющего жесткость силоизмерителя, работает следующим образсня. При нагруженйи образца 3 шарнир, установленный в точке 29 и связанный с верхним зажимом 1 через тягу 10, перемещается на ,величину, равную удлинению образца 3. В этот момент замыкается один из контактов контактной скобы 7 и включается электропривод 31, который через червяч1н1ую пару 32 и 33 приводит в движение шестерни 34 и 35. Последние поворачивают шестерни 23 и 24 и перемещают рычаги 21 и 22, что вызывает изгиб упругих балочек 25 и 26 и изменяет положение тяг 27,28 и 30. Перемацение тяг продолжается до тех пор, пока дефогмиационная жесткость образца 3 не станет равной суммарной жесткости упругих балочек 25 и 26 и . контакты не разомкнутся.. В дальнейшем, как ив первспл случае,Силоизмеритель будет постоянно поддерживать отсутствие усилия в тяге 30,а положение стрелки 36 будет показывать изменение деформационной жесткости образца 3 в линейной зависимости от угла закручивайия упругих балочек 25 и 26. Таким о6раз 4, предлагаемое устройство, позволяет путети непосредствёнкозго определения деформационной жесткости образца определить упругие или вязкоупругие свойства упругих материалов, именядих полную обратимость деформации при разгрузке, у которых модуль упругости не зависит от времени, материалов с линейной вязко-упругостью, когда модуль упругости зависит не только от времени, но и от относительного удлинения, что характерно для высокоориентированных полимерных материаов.