Образец для определения объемного расширения материала Советский патент 1992 года по МПК G01N3/00 G01N1/28 

-U-U.

Фиг. 2

/

Ы

ю го

Ј

Изобретение относится к области исследования физико-механических характеристик полимерных, в том числе, мягких резиноподобных материалов, служит для исследования объемной сжимаемости, в том числе при малых давлениях, и температурного расширения этих материалов.

Известно устройство для испытания цепочки образцов, в котором образцы последовательно соединены между собой за концы с помощью жестких радиально расположенных рычагов.

Однако для поддержания такой системы в рабочем состоянии требуется определенное усилие. Поэтому такое соединение образцов из мягких резиноподобных материалов приведет к ползучести материала и соответственно к значительным погрешностям при замере изменения длины рабочей части образцов при воздействии малых давлений или температуры. Кроме того, при таком расположении образцов устройстЁО занимает значительный объем.

Известно устройство для испытания цепочки параллельно расположенных образцов, соединенных друг с другом за концы с помощью гибких связей, перекинутых чере.з блоки.

Однако использование гибких связей с блоками требует предварительного натяжения такой цепочки образцов и не дает возможности из-за ползучести материала и люфтов в системе соединения образцов достоверно замерить изменение длины рабочей части образцов из мягких резиноподобных материалов, вызванное воздействием малых давлений или температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, предназначенное для исследования термического расширения материалов, содержащее образец исследуемого материала удлиненной формы, размещенный на основании с упором, который взаимодействует с образцом.

Однако при использовании коротких образцов трудно достоверно замерить малые изменения длины образца при незначительных изменениях температуры или давления в рабочей камере; а увеличение длины образца, с целью увеличения замеряемого перемещения за счет увеличения дли- ны рабочей части образца, приводит к необходимости увеличения длины рабочей камеры. Кроме того, при исследовании свойств мягких резиноподобных материалов из-за трения между образцом и вспомогательными деталями и из-за ползучести материала возможны большие погрешности при измерении изменений длины образцов.

Цель изобретения - повышение достоверности при испытании мягких резиноподобных материалов за счет увеличения общей длины рабочей части исследуемого

материала без увеличения длины устройства, в котором располагаются образцы, при одновременном снижении влияния трения и ползучести материала на точность замеров.

Поставленная цель достигается тем, что образцы исследуемого материала в виде брусов располагаются горизонтально друг над другом. При этом левый край- каждого последующего образца жестко соединяется

с правым краем предыдущего образца с помощью жесткого элемента: металлической полоски или тяги, а сами образцы базируются на установленных между ними бпорах качения. В результате такого соединения

образцов протяженность рабочей части исследуемого материала увеличивается, а увеличивать длину рабочей камеры нет необходимости; при этом использование опор качения позволяет снизить влияние

трения на результаты замеров.

На фиг. 1 изображен образец в сборе; на фиг.2 и 3 - варианты соединения образцов; на фиг.4 - узел I на фиг.2 (крепление образца).

Предлагаемый многослойный образец содержит основание 1, к которому неподвижно крепятся гребенки 2. Пластина 3 может с помощью винта 4 перемещаться относительно основания 1 в горизонтальном направлении; винт 5 служит для фиксации заданного положения пластины 3. Образцы исследуемого материала представляют собой бруски 6. Эти образцы раз- меща.ются между металлическими

пластинами 7 удлиненной формы и той же длины, имеющими на противоположных поверхностях у противоположных концов утолщения. Первый образец у левого конца крепится неподвижно к пластине 3. Между

образцами 6 и пластинами 3 и 7 располагаются роликовые опоры 8. Крепление образцов к пластинами 3 и 7 можно осуществить с помощью зажимов 9 типа крокодил (фиг,4). Соединение образцов за противоположные концы конструктивно может быть осуществлено не только с помощью пластин 7 (фиг,2), но и с помощью тяг 10 (фиг.З). При этом уменьшается требуемое количество роликовых опор 8, но увеличивается прперечный размер многослойного образца. Гребенки 2 служат для удобства расстановки роликовых опор 8. Опоры 8 можно заранее собрать в обоймы и не использовать гребенки 2. При большем количестве обраэцрв можно предусмотреть возможность

опирания отдельных наборов опор 8 не на предыдущий образец 6 или пластину 7, а на горизонтальные направляющие, жестко соединенные с основанием 1,

Испытания предлагаемого многослой- 5 кого образца проводятся следующим образом.

Образцы 6 последовательно за противоположные концы скрепляются с пластинами 7 с помощью зажимов 9. Затем 10 набранная система образцов за левый конец крепится к пластине 3. Пластина 3 с помощью винта 4 перемещается в крайнее левое положение. Затем у правых кромок зубьев гребенок между пластинами 3 и 7 и 15 образцами б последовательно вставляются роликовые опоры 8. Собранная система с помощью винта 4 смещается так, чтобы между опорами 8 и зубьями гребенок 2 образовались зазоры; такое положение фик- 20 сируется винтом 5. Собранный многослойный образец помещается в камеру давления или нагревательное устройство. Замер перемещений производится по смещению свободного конца верхнего об- 25 разца. Замер перемещения можно произвоить с помощью стрелочного индикатора 11 фиг.2) или зеркала, установленного на оси

12, которая соприкасается с боковой поверхностью верхнего образца. Предполагается, что металлические детали изготовлены из материала с известными характеристиками, поэтому легко может быть вычислена поправка, учитывающая деформируемость этих деталей при заданных условиях нагру- жения.

Таким образом, в предлагаемом многослойном образце последовательное соединение образцов исследуемого материала за противоположные концы с помощью жестких элементов сокращает общую длину устройства, содержащего цепочку образцов, увеличивая при этом длину рабочей части исследуемого материала, а использование опор качения снижает трение.

Формула изобретения Образец для определения объемного расширения материала, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности при испытании мягких резиноподобных материалов, он выполнен из нескольких параллельно расположенных одинаковых брусков, противоположные концы которых жестко связаны между собой1, и установленных между ними опор качения.

Использование: для исследования объемной сжимаемости, в том числе при малых давлениях, и температурного расширения мягких резиноподобных материалов. Образец исследуемого материала выполнен в виде брусков, которые располагают горизонтально друг над другом. При этом левый край каждого последующего бруска жестко соединяется с правым краем предыдущего бруска с помощью жесткога элемента: металлической полоски или тяги. Сами бруски базируются на установленных между ними опорах 8 качения. Подвергают образец нагреву или равномерному давлению и фиксируют индикатором изменение его длины. 4 ил. У Ј

31

32

///

в

W

п 32

21

д

Фаг. 1

7 6 Ю8

. Фиг