Способ определения твердости материала и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК G01N3/48 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытаниям материалов на прочность. Известен способ определения твер дости материалов, заключающийся в том, что на испытуемый образец сбра сывают с определенной высоты ударник и по высоте отскока судят о физико-механических свойствахматериала СП . Недостатками этого способа являю ся низкая точность, необходимость выдерживания строго вертикального лац&акя ударника и низкая произворлительнос ьНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения твердости материала, заключающийся в том, что производят удар бойком по испытуемому материалу и измеряют длительность упруго-пласти ческого деформирования, по которому, судят о твердости 1:21. Наиболее близким к изобретению , является устройство для определения твердости материала, содержащее кор п/с . установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения боек, установленный на бойке индентор, взаимодействующую с бойком пружину, усилитель и после довательно соединенные вычислитель и индикатор L31. Однако известный способ отличается низкой точностью, поскольку длительность периода нагружения не связ,ана непосредственно с числом твердости и не учитьшается потеря кинетической энергии при соударении Устройство для осуществления известного способа обладает неточно-стью, связанной с влиянием сил трения, земного притяжения и др. из-за того, что измерение параметров движения бойка производится на некотором расстоянии от поверхности материала . Цель изобретения - повышение точ ности . Эта цель достигается тем, что согласноспособу определения твердости материала, заключающемуся в том, что производят удар бойком по испытуемому материалу и измеряют длительность упруго-пластического деформирования, по которому судят о твердости, измеряют длительность восстановления упругих деформ ций бойка и испытуемого материала во время их контакта, а о твердости материала судят по отношению длительностей. Кроме того, в устройстве для опр деления твердости материала, содержащем корпус, установленный в нем с возможностью возвратно-поступател ного перемещения боек, установленный на бойке индентор, взаимодействующую с бойком пружину, усилитель и последовательно соединенные вычислитель и индикатор, боек выполнен в виде ударного акселерометра, а устройство снабжено дифференЦирующшч блоком, вход которого соединён с выходом усилителя, двусторонним амплитуднь1м ограничителем и генератором временных импульсов, входы которых соединены с выходом дифференцирующего блока, последовательно соединенными первыми ключом и счетчиком и последовательно соединенными вторыми ключом и счетчиком, вЕлходы счетчиков подключены к входам вычислителя , информационные входы ключей соединены с выходом генератора, управляющие входы ключей - с выходом ограничителя, а вход усилителя - с выходом акселерометра . Сущность способа заключается в следующем. Наносят удар по испытуемому материалу, например, путем сбрасывания бойка с определенной высоты. При этом процесс соударения характеризуется двумя стадиями нагружения (в этих стадиях происходит упругопластическое деформирование материала) и стадией разгрузки ( в этой стадии происходит восстановление отпечатка). Замеряют длительности упруго-пластического деформирования и восстановления отпечатка во время контакта соударяющихся тел (бойка и материала). По отношению этих длительностей судят о твердости материала. При этом критерием определения твердости материала служит потеря энергии бойка при соударении, которую определяют из выражения AE-i voC i- 4f-n; где m - масса бойка Ьл - длительность упруго-пластического деформирования бойка испытуемого материала; ti длительность восстановления упругих деформаций бойка и испытуемого материала; .К - постоянный коэффициент. На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующегопредлагаемый способ. Устройство для определения твердости материала состоит из наконечника 1 , корпуса 2, внутри которого перемещается боек 3, пружины 4, спускового механизма 5, индентора 6 из твердого сплава, кабеля 7 и электронного блока 8. Электронный блок 8 содержит последовательно соединенные

. 1. Способ определения твердости материала, заключакрщийся в том, что производят удар бойком по испытуемому материалу и измеряют длительность упруго-пластического деформирования, по которому судят о твердости, о тличающийс я тем, что, с целью повышения точности, измеряют длительность восстановления упругих деформаций бойка и испытуемого материала во время их контакта,, а о твердости материала судят по отношению длительностей. 2. Устройство для определения твердости материала, содержащее корпус, установленный в нем с возможностью возв.ратно-поступа тельного перемещения боек, установленный tia бойке индентор, взаимодействующую с бойком пружину, усилитель и последовательно соединенные вычислитель и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, боек выполнен в виде ударного акселерометра, а устройство снабжено дифференцируi ющим блоком, вход которого соединен с выходом усилителя, двухсторон(Л ним амплитудным ограничителем и генератором временных импульсов, входы KOTOpfccc соединены с выходом дифференцирующего блока, последовательно соединенными первым ключом и счетчиком и последовательно вательно соединенными первыми ключом и счетчиком и последовательно с оединенными вторыми ключом и счето: чиком, выходы счетчиков подключены к входам вычислителя, информацион00 ные входы ключей соединены с выvj ходом генератора, управляющие входы ключей - с выходом ограничителя, а {а выход усилителя - с выходом аксе00 |лерометра.