Устройство для контроля физико-механических характеристик материалов при динамическом нагружении Советский патент 1987 года по МПК G01N3/48 

11

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для контроля степени деформационного поверхностного упрочнения различных материалов при динамическом нагружении.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения степени поверхностного упрочнения.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - графики изменения ударного ускорения во времени при первом a,(t) и втором aj(t)J ударах, а также величины максимальных ударньк ускорений а, и , , служащих исходными величинами для определения степени упрочнения.

Устройство содержит наконечник 1 , направляющую трубку 2, боек 3, ударную пружину 4, спусковой механизм 5, ударник 6 в виде шарика, пьезоаксе- лерометр 7, установленный на бойке 3j кабель 8, электронную схему 9,которая состоит из согласующего усилителя 10, вход которого с помощью кабеля 8 соединен с пьезоакселеромет- ром 7, пикового детектора 11, вход которого соединен с выходом согласующего усилителя 10, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 12, вход которого соединен с выходом пикового детектора 12, первого и второго регистров 13 и 14 памяти, входы которых соединены с выходом АЦП 12, вычислителя 15, входы которого соединены с выходами регистров 13 и 14 памяти, цифрового индикатора 16з вход которого соединен с выходом вычислителя 15, и блока 17 синхронизации, вход которого соединен с выходом согласующего усилителя 10, а выходы - с уп- равляющими входами АЦП 12, регистров 13 и 14 памяти и вычислителя 15.

Устройство работает следующим образом.

Наконечник 1 прижимают к поверхности испытуемого материала. Перемещением бойка 3 вверх по направляющей трубке 2 до зацепления со спусковым механизмом 5 взводят ударную пружину 4. При нажатии на спусковой механизм 5 боек 3 освобождается от сто- порения и разгоняется под действием

0

4422

ударной пружины 4 до определенной скорости и ударяет ударником 6 по поверхности испытуемого материала. Электрический сигнал, пропорциональный ударному ускорению, по кабелю 8 поступает на вход согласующего усилителя 10 и далее на входы пикового детектора 1 и блока 17 синхронизации. С выхода пикового детектора

O напряжение, пропорциональное максимальной амплитуде ударного ускорения, поступает на вход АЦП 12, который запускается в момент достижения максимума с помощью блока 17

5 синхронизации. Двоичный код, пропорциональный максимальной амплитуде ударного ускорения с АЦП поступает на входы регистров 13 и 14 памяти и запоминается в регистре 13 памяти. Выбор именно этого регистра при первом ударе обеспечивается блоком 17 синхронизации. После этого электронный блок переходит в состояние ожидания.

Не сдвигая наконечника 1, вновь взводят ударную пружину 4, как было описано и наносят второй удар в тот же отпечаток на поверхности испытуемого материала. Электрический сигнал, пропорциональный ударному ускорению при повторном ударе а вновь измеряется пиковым детектором 11, преобразуется в код с помощью АИД 12 и заломи5 нается в регистре 14 памяти. После этого блок 17 синхронизации запускает вычислитель 1 5, Полученное число , соответствующее степени поверхностного упрочнения испытуемого материала

0 при динамическом нагруясении, отображается на цифровом индикаторе 16.

Устройство позволяет определять степень холодного деформационного уп рочне.ния материала как безразмерного

5 коэффициента относительного изменения силовой характеристики . (измеряемое ударное ускорение пропорционально величине контактной силы) в процессе соударения бойка с материалом

0 и, следовательно, с высокой эффективностью обеспечить контроль упрочнения при любых начальных условиях соударения любых твердых материалов и изделий Б промыплленных условиях.

V

--р 05разрц ма/лериала, -у изделие

2мо1еР

iMJte

t2 ti tудара Фиг. 2

Редактор А.Сабо

Составитель А.Паникленко Техред А.Кравчук

Заказ 1965/41Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Проияводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.1роектиая, 4

Корректор Т.Колб