Устройство для измерения поперечной деформации образцов Советский патент 1987 года по МПК G01B5/30 

тельной технике, может быть использовано для исследования образцов, имеющих цилиндрическую форму и высокую деформативность при ползучести под постоянной нагрузкой и является усовершенствованием известного устройства по основному авт.св. № 630520. По основному авт.св. № 630520, известно устройство для измерения поперечной деформации образцов, содержащее охватывающую образец по диаметру гибкую ленту, соединенную с пружинным натяжным механизмом, с закрепленными на ней ленточными пружинами, каждая из которых состоит из двух профильных элементов. При сжатии образца цилиндрической формы элементы ленточных пружин перемещают гибкую измерительную ленту в положение, сооветствующее максимальному диаметру поперечного сечения (на середину высоты деформированного образца). Это устройство может служить также и для измерения коэффициента Пуассона, будучи дополнительно датчиком продольной деформации.

Однако данное устройство характеризуется недостаточной точностью измерения коэффициента Пуассона, так как не учитывается изменение объема исследуемого образца при его деформировании и последующей ползучести. Существование релаксационных процессов в материале образца приводит к изменению его объема при деформирований, за счет чего возникает необходимость измерения не только линейных деформаций образца, но и более высоких степеней этих величин.

Цель изобретения - измерение такж и коэффициента Пуассона цилиндрических образцов с учетом изменения объема образца в процессе ползучести.

Поставленная цель достигается тем что в устройство введены упругая балка со стрелкой на одном конце, предназначенная для закрепления другим концом на пуансоне пресса и взаимоде ствующая в средней части с одним из концов ленточной пружины, щкала, предназначенная для закрепления на пуансоне пресса против стрелки, и груз, соединенный со свободным концом балки посредством гибкой тяги, вследствие чего появляется возможность непосредственного измерения

величины, пропорциональной кубу вы

формулу для измерения коэффициента Пуассона.

На чертеже представлено устройство для измерения поперечной деформации, установленное на образец, зажатый между пуансонами пресса.

Устройство для измерения попереч- ной деформации образцов содержит гибкую леНту 1, соединенную с пружинным натяжным механизмом (не показан), закрепленные на гибкой ленте 1 ленточные пружины 2, состоящие из двух одинаковых профильных элементов, упругую балку 3 со стрелкой 4 на одном конце, предназначенную для установки между верхним пуансоном 5 пресса и взаимодействующую в средней час- ти с одним из концов ленточной пружины 2, шкалу 6, предназначенную для закрепления на верхнем пуансоне 5 пресса против стрелки 4, и груз 7, соединенный со свободным концом балки 3 посредством гибкой тяги &. Образец 9 устанавливается между верхним и нижним пуансонами 5 и 10 пресса.

Устройство работает следующим об- разом.

Исследуемый образец 9 помещают между пуансонами 5 и lO, охватывают по диаметру гибкой лентой 1, соединенной с пружинным натяжным механиз- ном, верхний край профильного элемента ленточной пружины 2 устанавливают в точке 11 контакта с упругой балкой 3, стрелка 4 при этом указывает на шкале 6 деление, которое в дальнейшем принимают за начало отсчета. Между пуансонами 5 и 10 устанавливают также датчик продольной деформации (не показан). Образец 9 подвергают одноосному сжатию. При этом ленточные пружины 2 выпрямляются и перемещают гибкую ленту 1 на линию наибольшего диаметра образца 9, а точка 11 защемления упругой балки 3 скользит по последней, изменяя ее длину (на чертеже это соответствует смещению точки 11 вправо по балке 3). Прогиб балки при новой длине, соответствующей расположению точки 11, отмечают по шкале 6 стрелкой 4. В результате при фиксированном усилии сжатия определяют изохронные значения максимального диаметра и высоты h образца, а также значение высоты в третьей степени (h ).

Для вычисления коэффициента Пуассона ( Ц) с учетом изменения объема цилиндрического образца используется формула

,5 (1 dV dh

)

(1)

где hj, V,,

- высота и объем недеформированного образца со- ю измерять величину, пропорциональную

ответственно.

Принимая, что деформирование боковой поверхности образца состоит в выпучивании замкнутой цилиндрической оболочки, сжатой вдоль образующих усилиями, равномерно распределенными по дуговой кромке, можно формулу (1) преобразовать к виду

-0.5 (

h л г

Д г

-), (2)

где г - радиус основания образца; h -, высота;

, мм о

(г - радиус наибольшего сечения).

Из формулы (2) видно, что для определения необходимо изохронно измерять величины h, лг, h . Если для измерения высоты образца использовать только датчик пpoдoJIЬнoй деформации с последующим возведением h в третью степень, то относительная ошибка определения |U в три раза больше, чем при непосредственном измерении h .

Редактор М. Петрова Заказ 6354/26

Составитель Н. Тимошенко

Техред Л.Олийнык Корректор М. Демчик

Тираж 677Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственногполиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В данном устройстве при определенных соотношениях между величинами h, 1 и длины L профильного элемента лен- точной пружины 2, а также жесткости балки 3 и массы груза 7 упругая балка, взаимодействующая в средней части с одним из концов ленточной пружины, дает возможность непосредственно

h3. -

Предлагаемое устройство позволяет измерять коэффициент Пуассона (U на цилиндрических образцах при ползучес- 15 ти с учетом изменения формы и объема образца, что повышает точность определения этого коэффициента.

Формула изобретения

20

Устройство для измерения поперечной деформации образцов по авт.св. № 630520, отличающееся тем, что, с целью измерения на цилинд5 рических образцах также и коэффициента Пуассона, оно снабжено упругой балкой со стрелкой на одном конце, предназначенной для закрепления другим концом на пуансоне пресса и взаи0 модействующей в средней части с одним

из концов ленточной пружины, шкалой, предназначенной для закрепления на пуансоне пресса против стрелки, и грузом, соединенным со свободным концом балки посредством гибкой тяги.

Изобретение относится к механическим средствам измерения деформаций и может быть использовано при измерении поперечной деформации сжа- .тия цилиндрических образцов при ползучести под нагрузкой. Цель изобретения - измерение также и козффициента Пуассона образца, что достигается введением упругой балки 3 со стрелкой 4 на одном конце, предназначенной для закрепления другим концом на пуансоне 5 пресса и взаимодействующей в средней части в точке 11 с .одним из концов ленточной пружины 2, шкалы 6 предназначенной для закрепления на пуансоне 5 против стрелки 4, и груза 7, соединенного со свободным концом балки 3 посредством гибкой тяги 8, вследствие чего появляется возможность непосредственного измерения величины, пропорциональной кубу высоты образца 9 и входящей в расчетную формулу для измерения козффициента Пуассона. При сжатии образца 9 между пуансонами 5 и 10 ленточные пружины 2 выпрямляются и перемещают гибкую ленту 1 на линию наибольшего диаметра образца 9, а точка 11 защемления скользит по балке 3, изменяя ее длину 1, а следовательно, и прогиб, регистрируемый по шкале 6. Стрелка 4 показывает величину, пропорциональную кубу высоты образца. Продольная и поперечная деформации измеряются соответственно датчиком продольной деформации и гибкой лентой 1. Устройство повышает точность измерения коэффициента Пуассона благодаря учету изменения формы и объема образца. 1 ил. . (Л С