Датчик упругих деформаций сжатия образца Советский патент 1989 года по МПК G01B5/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании образцов материалов на сжатие в широком диапазоне измеряемых деформаций. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика для измерения также и пластических деформаций, что достигается введением дополнительного изогнутого под дуге окружности упругого элемента 5 с упругими шарнирами 6 и 7 на концах, закрепленного с их помощью в средней части упругой балки 1 со стороны, противоположной тензорезистору 2, и выполнением радиуса кривизны дополнительного упругого элемента 5, равным радиусу кривизны упругой балки при измерении деформации, соответствующей пределу пропорциональности материала образца 8. Датчик закрепляют с помощью скоб 3 и 4 на образце. При сжатии в упругой области дополнительный упругий элемент 5 работает на изгиб, вследствие чего его влияние на жесткость упругой балки незначительно. При переходе за предел пропорциональности в область пластических деформаций дополнительный упругий элемент 5 совмещается с поверхностью балки и работает на растяжение, увеличивая жесткость балки в ее средней части, что дает возможность измерять большие перемещения концов балки при малых приращениях деформации тензорезистора 2. Датчик позволяет упростить и ускорить экспериментальное исследование образцов в широком диапазоне нагрузок и деформаций. 1 ил.

4 ( 4 4

3149

шарнирами 6 и 7 на концах, закрепленного с их помощью в средней части упруг ой балки 1 со стороны,- противоположной тензорезистору 2, и выпол- нением радиуса кривизны дополнительного упругого элемента 5, равным радиусу кривизны упругой балки 1 при измерении деформации, соответствующей пределу пропорциональности материала образца 8, Датчик закрепляют с помощью скоб 3 и 4 на образце. При сжатии в упругой области дополнительный упругий элемент 5 работает на изгиб, вследствие чего его влияние на же-

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано при испытании образцов материалов на сжатие в широком диапазоне Измеряемых деформаций.

Целью изобретения является распи- |рение функциональных возможностей датчика для измерения также и пластических деформаций, что достигает- ся введением дополнительного изогнутого по дуге окружности упругого элемента с упругими шарнирами на концах, закрепленного с их помощью в средней части балки со стороны, про- тивополЬжной тензорезистору, и выпол нением радиуса кривизны дополнитель- ного упругого элемента, равного радиусу кривизны балки при измерении деформации, соответствующей пределу пропорциональности материала образца

На чертеже представлен датчик упругих деформаций сжатия образца, общий вид.

Датчик упругих деформаций сжатия образца при одноосном нагружении со- держит упругую балку 1, тензорезисто 2, закрепленный на боковой поверхности упругой балки 1 в средней ее части, две скобы 3 и 4, каждая из которых средней частью соединена с одним из концов упругой балки 1, и дополнительный изогнутый по дуге окружности упругий элемент 5 с упругими шарнирами 6 и 7 на концах, закрепленный с их помощью в средней части упругой балки 1 со стороны, противоположной тензорезистору 2. Упругие шарниры 6 и 7 могут быть выполнены, например, в виде двух поперечных ка

сткость упругой балки незначительно. При переходе за предел пропорциональности в область пластических деформаций дополнительный упругий элемент 5 совмещается с поверхностью балки и работает на растяжение, увеличивая жесткость балки в ее средней части, что дает возможность измерять большие перемещения концов балки при малых приращениях деформации тензоре- зистора 2. Датчик позволяет упростить и ускорить экспериментальное .исследование образцов в широком диапазоне нагрузок и деформаций. 1 ил.

5

0

с 0

д

0

5

навок на дополнительном упругом элементе 5. Радиус кривизны дополнительного упругого элемента 5 вьтол- нен равным радиусу кривизны упругой балки 1 при измерении деформации, соответствующей пределу пропорцио-п нальности материала образца. Для выполнения этого условия датчик изготавливают, например, .следующим образом.

Нагружают упругую балку 1 с тензо- резистором 2 до получения продольной деформации концов упругой балки 1 , соответствующей пределу пропорциональности материала образца, контролируют радиус кривизны, и на оправке соответствующего радиуса плотно прижимают ко всей поверхности упругой балки 1 дополнительный упругий элемент 5. В этом положении концы упругого элемента 5, расположенные за упругими шарнирами 6 и 7, закрепляют на упругой балке 1, например, с помощью пайки. При выпрямлении упругой балки 1 дополнительный упругий элемент 5 имеет радиус кривизны, приблизительно равный радиусу кривизны упругой балки 1 в момент ее нахождения на оправке,

Датчик упругих деформаций сжатия образца работает следующим образом.

Датчик упругьгх деформаций сжатия закрепляют с помощью скоб 3 и 4 на 1цштиндрической поверхности образца 8. При этом упругая балка 1 сохраняет пряйолинейность продольной оси. При нагружении образца 8 в области упругих деформа1ЩЙ упругая балка 1 изгибается в средней части, так же, как

дополнительный упругий элемент 5. Однако в данном случае дополнительный упругий элемент 5 работает на изгиб, вследствие чего его влияние на жестко:сть упругой балки 1 незначительно, и сигнал с тензорезистора 2 определяется только геометрическими параметрами упругой балки 1. При переходе за предел пропорциональност в область пластических деформаций материала образца 8 дополнительный упругий элемент 5 совмещается с поверхностью упругой балки 1 и работае на растяжение, увеличивая жесткость упругой балки 1 в средней ее части, что дает возможность измерять больши перемещения концов упругой балки 1 при малых приращениях деформации тензорезистора 2. Поэтому широкому диапазону пластических деформаций образца 8 соответствует существенно узкая зона приращений сопротивления тензорезистора 2 на конце градуиро- вочной характеристики датчика/

Датчик позволяет упростить и ускорить экспериментальное исследование образцов в широком диапазоне нагрузок и деформаций, так как одним дат-

чиком можно контролировать г. требуемой точностью и упругие и пластические деформации.

Формула изобретения

Датчик упругих деформаций сжатия образца, содержащий упругую балку, тензорезистор, закрепленный на боковой поверхности упругой балки в ее средней части, и две скобы, каждая из которых средней частью соединена с одним из концов упругой балки, о Т личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика для измерения также и пластических деформаций образца, он снабжен дополнительным изогнутым по дуге окружности упругим элементом с упругими шapниpa ш на концах,закрепленным с их помощью в средней части упругой балки со стороны, противоположной тензорезистору а радиус кривизны дополнительного упругого элемента выполнен равным радиусу кривизны упругой балки при измерении деформации, соответствующей пределу пропорциональности материала образца.