Устройство для механических испытаний Советский патент 1988 года по МПК G01N3/08 

со

СХ)

ел

со

113

Изобретение относится к испытаниям образцов материалов, в частности к устройствам, позволяющим осуществлять мягкое наг ружение и измерение нагрузки при механических испытаниях нитевидных кристаллов на изгиб, а.микронитей пластичных материалов на растяжение .

Цель изобретения - повышение достоверности испытаний за счет исключения влияния на нагружение величины и характера деформации образца.

На чертеже.приведена схема нагружающего устройства. ,

Устройство содержит сосуд 1 с жидкостью 2 с погруженным в него поплавком 3, который через нажимной наконечник 4 связан с образцом 5, установленным на неподвижных опорах 6. Механизм 7 нагружения выполнен в виде г.идроцилиндра 8 с поршнем 9, связанным кинематически с приводом 10 постоянной скорости, подключенным к выходу регулятора 11, к одному входу которого подсоединен задатчик 12 скорости, а к другому - датчик 13 скорости, привода 10, Гидроцилиндр 8 соединен .трубопроводом 14 с сосудом, а поршень 9 связан с датчиком 15 нагрузки, выполненным в виде датчика перемещения. Нажимной наконечник и сосуд связаны с датчиком 6 относительного положения поплавка и сосуда Датчик 16 через усилитель 17 связан с приводом 18 перемещения сосуда, на котором установлен датчик 19 деформации образца. Датчики 15 и 19 включен на вход регистрирующего устройства 20, На поплавке имеется ограничитель 21 хода. Сосуд, механизм 7 нагружения и привод 10 закреплены на общей платформе (не показана),

Устройство работает следующим образом.

Сосуд устанавливают вертикально, В ручном режиме с помощью привода 10 при отключенном приводе 18 перемещения изменяют уровень жидкости в сосуде так, чтобы выходной сигнал с усилителя 17 был равен нулю., тем самым обеспечивают заданное относительное положение поплавка и. сосуда. Затем при отключенном приводе 10 в ручном режиме с помощью привода 18 устанавливают положение нажимного наконечника заведомо вьше опор. Помещают на опоры образец и в ручном режиме приводом 18 опускают сосуд до соприкос

0

5

0

5

0

5

0

5

новения наконечника с образцом. Момент соприкосновения определяют по сигналу (отличному от нуля) на выходе усилителя 17, Подключают привод 18 к выходу усилителя 17, включают регистрирующее устройство 20 и записывают исходные сигналы датчиков,15 и 19, После этого производят испытание образца, . включив привод 10 в рабочий режим при у.становленной посредством задатчика 12 требуемой скорости привода 10, Скорость привода поддерживается постоянной регулятором 11 с помощью датчика обратной связи - датчика 13 скорости. При этом перемещение поршня 9 с помощью датчика 15 записывается на регистрирующем устройстве 20, одновременно с этим происходит равномерное уменьшение количества жидкости в сосуде и тем самым нагружение образца. Деформация образца вызывает изменение относительного положения поплавка и сосуда, датчик 16 через усилитель 17 д-ает-сигнал приводу 18 на перемещение сосуда, чтобы восстановить исходное относительное положение поплавка и сосуда. Перемещение сосуда, равное по величине деформации образца, посредством датчика 19 записывается на регистрирующем устройстве-20, При разрушении образца падающий поплавок зависает на ограничителе 21 хода.

При работе установки нагрузка на образец и ее изменение определяется положением уровня жидкости относительно поплавка и характером изменения этого уровня. Положение уровня жидкости по отношению к поплавку определяется тремя величинами: количеством жидкости в сосуде, определяемым положением поршня 9 гидроцилиндра 8 (при уменьшении количества жидкости в сосуде уровень по отношению к поплавку понижается), деформацией образца (при деформации поплавок смещается вниз и уровень по отношению к нему повышается) и перемещением сосуда приводом 18 (при перемещении сосуда вниз уровень по отношению к поплавку понихсаетсн) , Перемещение сосуда противоположно по действию деформации образца на уровень жидкости относительно поплавка. Поэтому при перемещении сосуда на величину, равную деформации образца, т.е. при сохранении исходного относительного

положения сосуда, и поплавка, исключено влияние деформации образца на уровень жидкости. Нагрузка на образец опре ;еляется положением поршня 9 гид- роцилиндра 8, а при движении поршня с постоянной скоростью происхо- - дит линейное изменение .нагрузки независимо от характера деформации образца и тем самьм обеспечивается возпроизводимость закона нагружения для разных образцов.

Испытание образцов высокомодуль- ньпс нитей показало улучшение воспроизводимости результатов испытаний на 10% по сравнению с нагружением без учета влияния деформации образца, а исключение передаточных звеньев в устройстве повысило точность задания нагрузки на 1%, Наиболее целесообразно использование устройства в диапазона нагрузок от О до 2 Н.

Формула изобретения

Устройство для механических испытаний образцов материалов, содержащее сосуд с жидкостью, размещенный в нем

поплавок с соосной тягой, предназначенной для подсоединения к испытуемому образцу, приспособление для нагружения образца с приводом постоянной

0 скорости, датчик деформации образца и датчик нагрузки,- отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности, оно снабжено датчиком относительного положения поп5 лавка и сосуда и связанным с ним приводом перемещения сосуда, приспособление для нагружения выполнено в виде сообщенного с сосудом гидроцилиндра, поршень которого кинематически связан

Q с приводом постоянной скорости, а

датчики деформации образца и нагрузки выполнены в виде указателей линейных перемещений сосуда и поршня гчдроци- линдра соответственно.

Изобретение относится к испытаниям материалов, в частности к устройствам, позволяющим осуществлять мягкое нагружение микрообразцов на растяжение и изгиб. Цель изобретения - повьппение достоверности за счет гарантированной воспроизводимости закона нагружения. Устройство содержит сосуд 1 с жидкостью 2, размещенный в нем поплавок 3, который через наконечник 4 связан с образцом 5, установленным на неподвижные опоры 6. Нагружение образца 5 производится изменением уровня жидкости в сосуде при работе приспособлений для нагружения 7 за счет перемещения поршня 9 гидроцилиндра 8 приводом постоянной скорости 10. При деформации образца поплавок смещается, а привод 18 перемещения сосуда по сигналу датчика 16 относительного положения поплавка и сосуда восстанавливает их исходное относительное положение. Величина нагрузки на образец измеряется датчиком нагрузки 15, связанным с поршнем 9, а величина деформации образца - датчиком 19, свг.занным с сосудом. Линейность изменения нагрузки на образец и воспроизводимость закона нагружения обеспечивается за счет исключения влияния величины и характера деформации образца. 1 ил. (С (Л