Устройство для испытания образцов материалов на круговой изгиб Советский патент 1992 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания на круговой изгиб.

Известно устройство для испытания материалов на многократный изгиб, содержащее зажимы для крепления испытываемых образцов, выполненные в виде стоек с шаровыми шарнирами.

Недостатком известного технического решения является то, что шаровым шарниром не обеспечивается возможность регистрации оптического сигнала, проходящего через исследуемый образец.

Известно также устройство для испытания длинномерных материалов на многократный изгиб, характеризующееся использованием горизонтального электродвигателя с расположенной на его валу ведущей шестерней, взаимодействующей с исполнительными шестернями, оси которых параллельны, и захвата, установленнрго со- осно шестерням, а также устройство для испытания материалов на многократный изгиб, характеризующееся использованием привода с ведущей шестерней и взаимодействующими с ней исполнительными шестер- нями, на которых соосно установлены зажимы для концов образцов.

Недостатком указанных устройств является отсутствие свободного вращения концов образцов вокруг своей оси и возможности изменения местоположения стоек относительно сетки возможных радиусов изгиба.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания образцов материалов на круговой изгиб, содержащее станину, установленные на ней активный захват, кинематически связанный с ним привод вращения, стойку с шарнирно установленным в ней пассивным захгэтом и связанное с пассивным захватом средство регистрации.

Недостатком этого устройства является непостоянство-изгибающих нагрузок, так как отсутствует фиксация конкретного радиуса изгиба: провод изгибается неопределенным образом, при этом и величина растягивающего усилия непостоянна. Это сильно снижает точность измерения и не позволяет использовать это устройство для испытания световодов, изготовленных из хрупких материалов, например стекол различного типа, и т.д.

Цель изобретения - повышение точности при испытаниях длинномерных образцов из хрупких материалов типа световодов путем обеспечения нагрузки световода чистым изгибом по всей длине образца.

Для достижения указанной цели в устройстве для испытания образцов материалов на круговой изгиб, содержащем станину, установленные на ней активный

5 захват, кинематически связанный с ним привод вращения, стойку с шарнирно установленным в ней пассивным захватом и связанное с пассивным захватом средство регистрации, пассивный захват установлен

0 с возможностью осевого перемещения пер1 пендикулярно оси активного захвата, а средство регистрации выполнено в виде источника света, закрепленного на активном захвате, и фотоприемника, закрепленного

5 на пассивном захвате.

На фиг. 1 и 2 изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из расположенного горизонтально реверсивного электродеига0 теля 1, на оси которого установлена ведущая шестеренка 2. С ведущей шестеренкой связаны четыре дополнительные шестерни 3, на которых соосно установлены захваты 4 для испытываемых образцов 5, изогнутых

5 по определенному, наперед заданному радиусу. Две вертикальные стойки 6 с отверстиями, фторопластовыми втулками 7 и фотоприемниками 8 располагаются по обе стороны от оси электродвигателя на гори0 зонтальной плоскости, на которой нанесена сетка 9 возможных радиусов изгиба.

Устройство работает следующим образом.

Один конец исследуемых образцов 5 за5 крепляется на оси исполнительных шестерен 3 с помощью осевого захвата 4 в виде втулки с резиновым вкладышем. Другой конец каждого образца вставляется в отверстие стойки 6. Затем каждая из стоек

0 устанавливается таким образом, чтобы радиус изгиба образца совпадал с требуемым для испытаний радиусом согласно сетке 9 возможных радиусов изгиба, нанесенной на горизонтальной плоскости симметрично по

5 обе стороны от оси вращения электродвигателя.

При включении электродвигателя начинает вращаться ведущая шестерня 2, передавая вращение исполнительным

0 шестерням 3. В результате начинают вращаться осевые захваты 4 с закрепленными в них изогнутыми испытываемыми образцами 5. Момент разрушения фиксируется визуально либо с помощью оптической

5 измерительной системы (не показана), в состав которой входит источник излучения (не показан), подключенный к одному из концов световода, фотоприемник 8 и многоканальный измерительный прибор с автоматиче- ской регистрацией времени до разрушения

образца и отключения электродвигателя после, разрушения всех четырех образцов (не показан).

По сравнению с известной в предлагаемой конструкции осуществляется вращательное движение вокруг оси образца, изогнутого по определенному заранее заданному радиусу. При этом реализуется воз- можность испытывать на изгибную прочность все поперечное сечение световода, а не только 1/6 часть площади поперечного сечения, как это имеет место в известном изгибающем испытательном устройстве, в котором происходит переменное сжатие {+) и растяжение (-) лишь части поперечного сечения образца, а большая часть поперечного сечения образца не испытывает воздействия нагрузки. В предлагаемом устройстве за один оборот световода вокруг своей оси волна сжатия (+) обегает все сечение образца. Кроме того, в предлагаемой установке исключается контакт изгибаемого участка испытываемого образца с каким- либо элементом конструкции. Это существенно повышает качество эксперимента и надежность получаемых результатов при испытании образцов хрупких материалов или непокрытых оболочкой стекол, исключая повреждение поверхности образцов во время испытаний.

Проведение испытания свекжодов из пол и кристаллического материала КРС-5 показали, что S5% образцов выборки в 50 штук разрушились не более чем через 20 циклов изгибов по радиусу 75 мм. а при радиусе

изгиба 50 мм все 100% образцов разрушались не ранее чем через 10 циклов изгиба.

Предлагаемое устройство позволяет проводить испытания протяженных обраэцов хрупких материалов, например световодов на основе поликристаллов, кварцевых, халькогенитных или фторидных и др. стекол. При этом обеспечивается необходимая точность и достоверность испытаний, которая

позволит соответствующим образом прогнозировать и гарантировать долговременную прочность световодов, необходимую при эксплуатации этих изделий.

ф о р м у л а и з о б р е те н и я

Устройство для испытания образцов материалов на круговой изгиб, содержащее станину, установленные на ней активный захват, кинематически связанный с ним

привод вращения, стойку с шарнирно установленным на ней пассивным захватом и связанное с пассивным захватом средство регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при испытании длинномерных образцов из хрупких ма- териалов типа световодов путем обеспечения нагружения световода чистым изгибом по всей длине образца, пассивный захват установлен с возможностью осевого

перемещения перпендикулярно оси активного захвата, а средство регистрации выполнено в виде источника света, закрепленного на активном захвате, и фотоприемника, закрепленного на пассивном

захвате.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания образцов материалов на круговой изгиб. Цель изобретения - повышение точности при испытании длинномерных образцов из хрупких материалов типа световодов. Устройство содержит горизонтальный реверсивный электродвигатель 1, на оси ко,- торого установлена ведущая шестеренка 2, с которой связаны через дополнительные шестерни 3. На последних соосно установлены захваты 4. По обе стороны от оси двигателя 1 расположены две вертикальные стойки с фторопластовыми втулками ифото- приемниками. Образцы 5 устанавливают концами на оси шестерен 3 при помощи захватов 4, а другие концы устанавливают во втулках стоек, предварительно изогнув образцы 5 на заданную величину радиуса изгиба. При включении двигателя 1 вращаются захваты 4 с образцами 5, а разрушение последних фиксируется при помощи соответствующих фотоприемников. При этом в процессе испытания длинномерных образцов обеспечивается нагружение световода чистым изгибом по всей длине образца, что повышает точность испытаний. 2 ил. fe ч со о hO ел чэ

If регистрирующей сис- тене