Устройство для измерения деформационно-прочностных параметров материалов Советский патент 1991 года по МПК G01B5/30 

L

ON

2

00 СП

о

Изобретение относится к приборам для измерения механических свойств материалов, веществ и может быть использовано, например, для определения твердости легкодеформируемых материалов.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение области использования.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит корпус 1, на верхнем основании которого закреплена уравновешивающая система 2. которая может быть выполнена, например, в виде поплавковой конструкции, где в резервуаре 3, наполненным жидкостью 4, плавает поплавок 5, на котором закреплен кронштейн 6. На кронштейне укреплен стержень 7. жестко соединенный через датчик 8 нагрузки с ин- дентором 9 линейчато-конической формы. На внутренней поверхности корпуса 1 закреплены датчики 10 и 11, отражающие время и величину перемещения стержня соответственно вниз и вверх.

Электронная схема устройства включает в себя усилитель 12, согласующий работу датчика нагрузки, блок 13 обработки сигналов, выход которого соединен с электронным анализатором 14, выходы которого соединены с индикатором 15 параметров и с механизмом 16 нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

Уравновешенный стержень 7 с инденто- ром 9 устанавливают на контролируемой поверхности испытуемого объекта, расположенного на метрологической базе. Устанавливают ноль отсчета положения индентора датчиков 10 и 11. Включают механизм 16 нагрузки, при этом индентор 9 углубляется в материал, а датчик 10 электронного типа выдает импульс, где амплитуда соответствует линейному размеру перемещения, а длительность - времени проникновения индентора в материал.

Для стабилизации прикладываемой величины силы механизм 16 нагрузки электрически связан с электронным анализатором, куда через усилитель 12 поступает управляющий сигнал с датчика 8 нагрузки. После заданного углубления индентора 9, отключается механизм 16 нагрузки и тем самым полностью снимается внешняя нагрузка, при этом действуют силы упругости испытуемого материала, которые вытеснят уравновешенный индентор 9 вверх, при этом датчик 11 выдает информацию о величине расстояния перемещения индентора и времени перемещения. Сигналы с датчиков 10 и 11 поступают в блок 12 обработки сигналов, где получают результирующую пространственно-временную зависимость перемещения индентора.

Результирующий сигнал поступает в

электронный анализатор 14, где в соответствии с выражением (1) и (2) получают информационный сигнал, который поступает на цифровое табло индикатора 15. Функциональные возможности блоков 13 и 14 мо0 жет выполнять ЭВМ. При этом задается программа для вычисления коэффициента упругости Ку по формуле

Ку .(D

Дгг

5

0

где Рн - величина квазистатической нагрузки;

ДЬ - величина обратного перемещения индентора.

Коэффициент прочности N соответственно определяется по формуле - у н

N

(2)

где h - глубина погружения индентора в

материал.

Устройство повышает точность измерений за счет уравновешивающей системы и в то же время позволяет определять абсолютные упругие характеристики материала.

Кроме этого, уравновешенный индентор позволяет проводить исследования на любых материалах, например на резине, пластмассе и т.д., и таким образом расширяет практическое применение устройства, т.е.

область использования.

В результате возможности измерения параметров упругости, позволяет устройству определять прочность без использования табличных значений или определяемых любым способом модуля упругости. Использование линейчато-конической формы индентора, имеющего строго физико-математическое обоснование,позволяет устройству измерять прочность, пластичность и

упругость в физической абсолютной системе единиц.

Формула изобретения Устройство для измерения деформационно-прочностных параметров материалов, содержащее корпус, размещенные в нем механизм нагружения, передаточный стержень с датчиком нагрузки, соединенный с индентором, и электронный анализатор с

первым датчиком вертикального перемещения индентор а, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения области использования, стержень подвешен на уравновешивающей системе, а на корпусе закреплен второй дат

чик вертикального перемещения инденто- подсоединен к электронному анализатору, ра, оба датчика перемещений подключены второй выход которого соединен с механиз- к блоку обработки сигналов, выход которогомом нагружения.

Изобретение относится к приборам для измерения механических свойств материалов, веществ и может быть использовано, например, для определения твердости легкодеформируемых материалов. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение области использования. Устройство содержит корпус 1, размещенные в нем механизм 16 нагружения, передаточный стержень 7 с датчиком 8 нагрузки, соединенный с индентором 9, и электронный анализатор 14 с индикатором 15, стержень 7 подвешен на уравновешивающей системе 2, а на корпусе 1 как на метрологической базе закреплены два датчика 10 и 11 вертикального перемещения индентора 9, которые подключены к блоку 13 обработки сигналов, выход которого подсоединен к электронному анализатору 14, второй выход которого соединен с механизмом 16 нагружения. 1 ил.