Устройство для циклических нагружений группы образцов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам, обеспечивающим циклическое нагружение изгибом группы образцов материалов при повышенных, нормальных и пониженных температурах.

Цель изобретения - повышение точно-, сти за счет обеспечения однородности температурного поля для всех образцов.

На фиг. 1 показана схема устройства, вид сбоку; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - конструкция электромагнитного возбудителя колебаний; на фиг.4 - схема работы электромагнитного возбудителя колебаний.

Устройство для циклических нагруже- ний группы образцов (например, при испытании восьми образцов материалов) состоит из термокамеры 1 с установленной в нее испытательной стойкой 2, на которой по окружности установлены захваты 3-10 образцов, восемь датчиков 1-12 колебаний образцов, термодатчик 13 и электромагнитный возбудитель 14. В захватах 3-- 10 закреплены образцы 15 - 22. Генератор синусоидальных сигналов не показан.

Устройство работает следующим образом.

На электромагнитный возбудитель 14 поступает сигнал с генератора звуковой ча- стоты (диапазон 20 - 2000 Гц) и создает переменное магнитное поле заданной частоты, которое, взаимодействуя с образцами 15 - 22, вызывает в них изгибные колебания. Сигнал генератора контролиру- ется электронно-счетным частотомером. При колебаниях образцов в датчиках 11, 12 наводится электрический сигнал, который регистрируется электронным вольтметром. Изменяя частоту генератора в заданном диапазоне, определяют амплитудно-частотную характеристику каждого из восьми образцов, используя которую и массогабаритные данные образцов рассчитывают динамические характеристики исследуемых материалов. Для контроля температуры внутри рабочей зоны термокамеры 1 используют термодатчики 13, сигнал с которого отображается на регистрирующем температуру приборе. На фиг.1 - 2 вольтметр, частотомер и прибор регистрации температуры не показаны.

Элекромагнитный возбудитель 14 колебаний образцов (фиг.З) состоит из линейного постоянного магнита 23, двух электромагнитных катушек 24 и 25. Возбудитель закреплен на стойке 2, например, с помощью стяжек 26 из немагнитного материала, а постоянный магнит 23 закреплен между катушками 24 и 25, например, клеем

или любым другим способом, не нарушающим работу устройства. Катушки 24, 25 представляют собой цилиндрические соленоиды. Внутри катушек могут быть установлены сердечники из низкоуглеродистой стали. Катушки 24, 25 и постоянный линейный магнит 23 расположены соосно.

Возбудитель 14 установлен на стойке 2 нормально к плоскости образцов, причем образцы 15 - 22 обращены к возбудителю 14 свободными концами.

Принцип работы электромагнитного возбудителя 14 заключается в следующем (фиг.4), на примере колебания образцов 17, 21.

При отсутствии электрического тока в катушках 24 и 25 образцы 17 и 21 находятся в нейтральном положении (фиг.4 а). При подаче переменного (синусоидального) тока в катушках 24 и 25 возникает переменное магнитное поле, силовые линии которого в катушках 24 и 25 направлены встречно. При этом необходимо рассматривать две фазы мгновенных значений (фиг.4 б,в).

Во время первой фазы (фиг.4 б) на торцах катушек 24 и 26, обращенных к постоянному магниту 23, наводятся полюса N. Взаимодействие этих полюсов N с полюсами N и S магнита 23 приводит к тому, что у верхнего торца магнита 23 наводится преобладающий (сдвоенный) полюс NN. В результате образцы 17 и 21 изгибаются вверх.

Во время второй фазы (фиг,4 в) из-за изменения направления электрического тока в катушках 24 и 25 на противоположное происходит наведение преобладающего (сдвоенного) магнитного полюса SS у нижнего торца магнита 23. В результате образцы 17 и 21 изгибаются вниз. При гармоническом изменении величины ,и направления электрического тока в катушках 24 и 25 происходит гармоническое изменение напряженности и формы магнитного поля у торцов постоянного магнита 23, что приводит к возникновению гармонических изгибных колебаний образцов 17и21.

Формула изобретения

Устройство для циклических нагруже- ний группы образцов, содержащее термокамеру, установленные в ней захваты для консольного закрепления образцов и электромагнитный нагружатель. включающий катушку и линейный постоянный магнит, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения однородности температурного поля для всех образцов, оно снабжено второй электромагнитной катушкой, намотка которой выполнена встречно по отношению к намотке

первой катушки, катушки установлены сроено магниту, размещенному между ними, захваты размещены по окружности, через центр которой проходит ось катушек, равноудалены от них и предназначены для радиальной установки образцов свободными концами к этой оси и в плоскости, перпендикулярной ей.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для циклических нагружений группы образцов материалов при повышенных, нормальной и пониженных температурах, и может быть использовано при исследовании динамического модуля упругости и коэффициента ме2 1 А-А w 21 ханических потерь полимеров, включая пе- номатериалы. Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечения однородности температурного поля всех образцов. Устройство содержит термокамеру 1 с установленной в ней испытательной стойкой 2, на которой по окружности установлены захваты 3 - 10 для консольного закрепления образцов 15 - 22 радиально к центру, в котором нормально к плоскости образцов установлен электромагнитный возбудитель 14, включающий две катушки со встречной намоткой и линейный постоянный магнит между ними. На стойке установлены датчики колебаний образцов и датчик температуры. Образцы испытуемого материала могут быть приклеены к плоской тонкой стальной основе либо могут иметь тонкое ферромагнитное покрытие. 4 ил. iw Ё о w о 19 Риг.2

2 Г 11 13 W П Фиг.1

17

.26.

Фиг. J

21

0Ы