Прибор для склерометрических исследований материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N3/46 

1256

Изобретение относится к приборам для испытания материалов и может быть использовано для склерометрических исследований процессов трения и измерения прочности поверхностных слоев различных материалов методом царапания.

Цель изобретения - повышение точности измерения микротвердости за счет измерения упругих деформаций материалов.

На чертеже изображена структурная схема прибора.

Прибор содержит станину 1, установленную на ней направляющую 2, узел 3 на- гружения, механизм 4 перемещения образца 5, предметный стол 6 для крепления образца 5, установленный на направляющей 2, микрометрический винт 7, установленный на стойке 8 и предназначенный для возвратно-поступательного перемещения индентора 9 и щупа 10, закрепленных на механизме 3 перемещения посредством тензобалки 11, первый датчик 12 усилий, сориентированный перпендикулярно плоскости перемещения стола, второй датчик 13 усилий, сориентированный паралелльно плоскости перемещения стола, два датчика 14 и 15 перемещений, расположенных перпендикулярно плоскости перемещения стола, и измерительную схему, выполненную в виде цифрового индикатора 16, первый вход которого соединен с первым датчиком 12 усипий, сумматора 17, входы которого соединены с датчиками усилий, делительного блока 18, первый вход которого соединен с выходом сумадатора 17, и множительна-сте- пенного блока 19, вход которого соединен с выходами датчиков перемещений, а выход - с вторым входом делительного блока 18.

Прибор работает следующим образом.

К образцу 5, установленному на предметный стол 6, при помощи механизма 3 нагружения прдводится индентор 9 с контрольным щупом 10. Посредством микрометрического винта 7 с визуальным контролем по цифровому индикатору 18 задается либо нормальное усилие на индентор, либо глубина внедрения индентора в материал образца 5. Затем включением механизма 4 леремещения производится перемещение образца 5 относительно индентора 9 с заданной скоростью. Разность сигналов датчиков 14 и 15 линейных перемещений дзет

сигнал абсолютного внедрения индентора 9 в материал образца 5.

На выходе делительного блока 18 определяется текущее значение отношения величины усилия сопротивления движению индентора 9, получаемого на выходе суммирующего блока 17 по двум составляющим, к площади поперечного сечения внедренной части индентора 9.

Данная величина имеет физический смысл удельной работы усилия царапания, она может быть выведена на самописец как функция от длины царапины, либо как функция от времени при данной скорости перемещения индентора относительно образца. Информация может быть пзредаьа в цифровом виде на ЭВМ для привлечения математического аппарата к расчету данной величины по теории вероятности, отстройки

от помех, построения вероятных характеристик.

Величина удельной работы усилия царапания определяется делением работы царапания на объем вытесненного индентором металла или частным от деления усилия на площадь поперечного сечения внедренной части индентора.

В описываемом приборе сигнал усилия перемещения индентора определяется на

выходе блока 17, площадь поперечного се- чени внедренной части икденторз определяется произведением квадрата величины знедрения индентора на коэффициент, зависящий от его типа и величины уела заострения.

Формула изобретения Прибор для склерометрических исследований материалов, содержащий станину, закрепленный на станине стол для крепления образца, узел нагружения с инденто- ром, механизм перемещения образца, датчик усилий, сориентированный перпендикулярно плоскости перемещения стола, и датчик перемещений, установленные на нагружающем устройстве, и измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения микротвердости, он снабжен вторым датчиком перемещений и вторым датчиком усилий,

сориентированным параллельно плоскости перемещения стола, а датчики перемещений расположены перпендикулярно плоскости перемещения стола.

Изобретение относится к испытательным приборам и может быть использовано для склерометрических исследований материалов. Цель изобретения - повышение точности измерений микротвердости за счет измерения упругих деформаций материалов. Нагружают индентор 9 нормальной силой и перемещают его вдоль поверхности образца 5. Оценивают удельную работу усилия царапания как отношение величины сопротивления движению индентора к площади поперечного сечения внедренной части индентора. Информация может быть выведена на самописец как функция от длины царапины либо как функция от времени при данной скорости перемещения индентора относительно образца. 1 ил.