Установка для исследования физико-механических свойств материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальном исследовании физико-механических свойств материалов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения проведения измерений на каждом приборе при различных уровнях нагрузки на образце, а также обеспечение пульсирующего изменения нагрузки.

На чертеже изображена предлагаемая ус- тановка, общий вид.

Установка для исследования физико- механических свойств материалов содержит основание 1, закрепленные на нем направляющие 2 и 3, захваты 4 и 5 для крепления испытуемого образца 6, установленные в направляющих 2 и 3 с возможностью поступательного перемещения, винтовой привод 7, взаимодействующий с захватом 4, измерительные приборы 8-11, которые предназначены для измерения физико-механических свойств, расположенные последовательно вдоль направляющих 2 и 3, зубчатую рейку 12, установленную с возможностью поступательного перемещения вдоль направляющих 2 и 3 и взаимодействующую с захватом 5, шестерни 13-15, взаимодействую- щие с зубчатой рейкой 12, барабаны 16-21, установленные на осях 22-24 шестерен 13-15 с возможностью стопорения и с помощью фиксаторов 25, установленных на каждом барабане, и вращения их совместно с соответствующей осью 22-24, закрепленные на основании 1 упругие элементы 26-31, соединенные с соответствующими барабанами 16-21 с помощью гибких тяг 32.

При этом барабаны 19-21 установлены с эксцентриситетом относительно осей 22-24 соответствующих шестерен 13-15.

Установка работает следующим образом.

Испытуемый образец 6 размещают в захватах 4 и 5. При отключенных фиксаторах 25, когда осуществляется независимое вращение барабанов 16-21 и осей 22-24 шестерен 13-15, перемещают образец 6 с помощью привода 7 в исходное положение, которое определяется задачей исследований. Например, при исследовании материала образца 6 сжимающей нагрузкой захваты 4 и 5 устанавливают в крайнее верхнее положение, при испытаниях на растяжение захваты 4 и 5 устанавливают в крайнее нижнее положение, при испытаниях и условиях знакопеременных нагрузок захваты 4 и 5 устанавливают в среднее положение. При этом измерительные приборы 8-11 устанавливают в соответствии с задачами испытаний таким образом, чтобы определение каждой физической характеристики материала об- р азца 6 производилось при требуемом значении механической нагрузки на образце. При необходимости подбирают предварительный натяг упругих элементов 26-31. Фиксаторами 25 соединяют один или несколь

0

5 5

0

5

0

5

0

5

КО барабанов с соответствующими осями. После этих приготовлений установка готова к испытаниям.

Рассмотрим работу установки в режиме испытания образца 6 на сжатие. С включением винтового привода 7 захват 5 начинает совершать поступательное перемещение вдоль направляющих. Одновременно с этим начинают перемещаться образец 6 и рейка 12. Перемещение рейки 12 вызывает вращение шестерни 13 и барабана 16, в результате чего тяга начинает наматываться на барабан 16, в результате чего тяга начинает наматываться на барабан 16 и натягивать упругий элемент 26. Это вызывает на шестерне 13 увеличивающийся крутящий момент, который препятствует свободному поступательному перемещению рейки 12, и тем самым создается осевое сжимающее усилие на образце 6 с одновременным его поступательным перемещением. При дальнейшем перемещении рейки 12 и образца 6 с захватами 4 и 5 вследствие увеличения деформации упругого элемента 26 осевое усилие на образце 6 постепенно повышается, достигая требуемой величины к моменту подхода образца 6 к измерительному прибору 8, который фиксирует соот- ветствуюпдие характеристики материала образца 6 при данном уровне нагружения. При подходе образца 6 к следующему измерительному прибору 9 уровень нагрузки на образце изменяется в соответствии с характеристикой жесткости упругого элемента 26 и так далее по всей программе испытаний. На любом этапе нагружения образца 6 может быть включен соответствующий фиксатор 25 для введения в работу оставшихся упругих элементов 27 и 28. В результате, например, присоединения барабана 17 к оси 23 шестерни 14 усилие на образце 6 возрастает и возрастает интенсивность изменения нагружения образца 6 по мере его по ступательного перемещения. Это позволяет комбинировать закон изменения нагрузки при одном цикле испытания, а также при повторном перемещении того же образца от исходного положения производить измерение на каждом измерительном приборе 8-11 при новых, более высоких значениях нагрузки на образце 6 без их перестановки.

Для создания пульсирующей нагрузки на образце 6 при его перемещении соединяют один или несколько барабанов с соответствующими упругими элементами. Если при этом сами барабаны 19-21 остаются незастопоренными на своих осях 22-24, то при вращении шестерен 13-15 эксцентрично установленные барабаны 19-21 вращаются без намотки на них тяг 32, создавая тем пульсирующую нагрузку без увеличения уровня нагрузки со стороны барабанов 19-21. Если барабаны застопорены фиксаторами 25 относительно соответствующих осей 22-24, то при вращении

шестерен 13-15 барабаны совершают вращение с эксцентриситетом и производят намотку гибких тяг 32 с удлинением соответствующих упругих элементов, что создает на образце 6 пульсирующую нагрузку с увеличением среднего уровне нагрузки.

Формула изобретения

Установка для исследования физико- механических свойств материалов, содержащая основание, закрепленные на нем направляющие, захваты для крепления емого образца материала, установленные в направляющих с возможностью поступательного перемещения, винтовой привод, взаимодействующий с одним из захватов, и измерительные приборы, расположенные последовательно вдоль направляющих, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения проведения измерений на каждом приборе при различных уровнях нагрузки на образце, она снабжена зубчатой рейкой, установленной с возможностью поступательно- го перемещения вдоль направляющих и взаимодействующей с другим захватом по крайней мере одной шестерней, взаимодействующей с рейкой, барабанами, установленными на осях каждой из шестерен с возможностью стопорения и вращения их совместно с осью, и закрепленными на основании упругими элементами, соединенными с соответствующими барабанами с помощью гибккх тяг.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем,

что с целью обеспечения пульсирующего изменения нагрузки, часть барабанов установлена с эксцентриситетом относительно осей соответствующих шестерен.

/

as 25

Составитель .4. Егвгеньев

Редактор О. ЮрковецкаяТехред И. ВересКорректор В. Бутяга

Заказ 3989/33Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, i-. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальном исследовании физико-механических свойств материалов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения проведения измерений на каждом приборе при различных уровнях нагрузки на образце. Установка содержит основание, закрепленные на нем направляющие, захваты, установленные в направляющих с возможностью поступательного перемещения,винтовой привод, взаимодействующий с одним из захватов, измерительные приборы, расположенные последовательно вдоль направляющих, зубчатую рейку, установленную с возможностью поступательного перемещения вдоль направляющих и взаимодействующую с вторым захватом, по крайней мере одну щестерню, взаимодействующую с рейкой, барабаны, установленные на осях щестерён.и закрепленные на основании упругие элементы, соединенные с соответствующими барабанами с помощью гибких тяг. При поступательном перемещении рейки совместно с образцом, установленным в захватах, вдоль измерительных приборов придет во вращательное движение соответствующая щес- терня вместе с барабанами, на которые начнут наматываться гибкие тяги, деформируя при этом упругие элементы и создавая тем самым заданную нагрузку на образец, определяемую жесткостью упругих элементов. 1з. п. ф-лы, 1,ил. (Л tc 4ik СЛ СО Is:)