Устройство для испытания материалов на плоскопараллельный сдвиг Советский патент 1993 года по МПК G01N3/24 

лг

Цель - повышение точности при испытаниях неметаллических материалов путем снижения влияния нормальной составляющей. Нагрузка, прикладываемая к звеньям 3 и 4 шарнирного четырехзвенника, передается на образец 10 через Пластину 1 с одной стороны и на направляющую 6, опоры качения 7, тягу 5 и пластину 2 с другой стороны. Плоскопараллельное движение звеньев 3 и . - . .--.; - . - - .. .;; # . . V : 2. ... . 4 обеспечивается шатунами 11 и 12. Поперечное Перемещение образца относительно звена 3 осуществля ется посредством опор качения 7, тяги 5 и направляющей 6, Перекос тяги 5 относительно параллельного перемещения к звену 3 исключается посредством уменьшения зазора между опорами качения 7, тягой 5 и направляющей 6. При нагружении образца в тяге 5, направляющей 6 и опорах качения 7 возникают контактные напряжения и деформации. Проекция сжимающей силы Р на плоскость качения при углах 10-30, образовавшуюся в результате упругой деформации и являющуюся истинной плоскостью качения, равна нулю. При углах меньших или больших указанных появляется горизонтальная составляющая Pt рилы Р, которая передается на образец и приводит к неточности испытаний. 5 ил. I -, I S со G

V

Шиг.г

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания на сдвиг образцов из неметаллического материала, например полимерсо- топласта..

Известно устройство для испытания образцов трехслойных панелей на сдвиг к прессу, содержащее основание с направляющими, предназначенное для взаимодействия с одной плитой пресса, и нагружатель, предназначенный для взаимодействия со второй плитой пресса и установленный в направляющих с возможностью перемещения, на основании выполнены дополнительно направляющие, перпендикулярные направляющим для перемещения нагружа- теля. Устройство снабжено двумя установленными по обе стороны от нагружателя с возможностью перемещения в дополнительных направляющих каретками, на об- ращенных к нагружателю поверхности которых выполнены пазы для размещения выступов одного из несущих слоев образцов, а на торцах нагружателя, обращенных к кареткам, выполнены пазы для размеще- ния выступов второго несущего слоя. К не достаткам данного устройства можно отнести большой момент трения при перемещении кареток во время испытаний образца, вследствие чего ухудшается равномерность хода кареток, а также взаимное влияние испытуемых образцов друг на друга, что ухудшает точность испытаний.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, яв- ляется устройство для испытания на плоскопараллельный сдвиг образцов преимущественно пластических масс, содержащее опорный стол, размещенный на нем пассивный захват в виде пластины, установ- ленный с возможностью перемещения параллельно опорному столу и пассивному захвату активный захват в виде аналогичной пластины, и механизм перемещения активного захвата, выполненный в виде шарнир- ного четырехзвенника, одним из звеньев которого является опорный стол, другим - параллельный столу шатун втулок, закрепленных на шатуне таким образом, что их оси перпендикулярны его оси, и закрепленных на активном захвате перпендикулярно его плоскости стержней, проходящих через втулки.

Недостаток известного устройства за- ключэется в том, что при приложении на- грузки к активному захвату в испытуемом образце возникает момент, который ба- лансируется моментом, возникающим в соединении втулка - стержень. Момент перераспределяется в этом соединении распределенной нагрузкой, в результате чего возникает при перемещении активного захвата сила трения скольжения, препятствующая равномерному ходу активного захвата, балансируемая в определенные моменты времени напряжениями растяжения, что уменьшает точность испытаний.

Цель изобретения - повышение точности при испытаниях неметаллических материалов путем снижения влияния нормальной составляющей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее захваты, выполненные в виде параллельных пластин, и механизм их плоскопараллельного перемещения, выполненный в виде шарнирного четырехзвенника, на одном из звеньев которого за- креплена одна из пластин, а второе, параллельное указанному, связано с второй пластиной посредством закрепленной на ней тяге, снабжено закрепленной на втором звене четырехзвенника направляющей, охватывающей тягу и связанной с ней посредством тел качения, размещенных между их обращенными друг к другу поверхностями. При этом угол наклона этих поверхностей к поверхности пластин отличается от 90° на 10-30°.

На фиг, 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 -вид А-А на фиг. 1; . 3,4 и 5 - узел контакта поверхностей трения-качения с плоскостями качения в зависимости от угла наклона поверхностей направляющей к поверхности пластин.

Устройство для испытания материалов на плоскопараллельный сдвиг содержит захваты, выполненные в виде параллельных пластин 1 и 2, и механизм их плоскопараллельного перемещения, выполненный в виде шарнирного четырехзвенника, на одном из звеньев которого 3 закреплена одна из пластин 1, а второе 4, параллельное указанному, связано с второй гдластиной 2 посредством закрепленной на ней тяги 5. На втором звене 4 четырехзвенника закреплена направляющая б, охватывающая тягу 5, и связана с ней посредством тел качения 7, размещенных между их обращенными друг к другу поверхностями 8 и 9, угол наклона которых к поверхности пластин 1 и. 2 отличается от 90° на 10-30°. Плоскопараллельное движение звеньев 3 и 4 обеспечивается шатунами 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Испытываемый образец 10 с приклеенными к его торцам пластинами 1 и 2 вставляют в пространство между звеном 3 четырехзвенника и тягой 5 и жестко фикси-1 руют; например, клеем, выставляясь по прямоугольным выступам на этих элементах. Устройство с образцом вставляют в испытательную машину. Нагрузка, прикладываемая к звеньям 3 и 4 шарнирного четырехзвенникэ, передается на образец 10 через пластину 1 с одной стороны и направляющую б, опоры качения 7, тягу 5 и пластину 2 с другой стороны. Плоскопараллельное движение звеньев З и 4 обеспечивается шатунами 11 и 12. Поперечное перемещение образца относительно звена 3 осуществляется посредством опор качения Т, тяги 5 и направляющей 6. Перекос тяги 5 относительно параллельного перемещения к звену

Формул а из о б ретени я

Устройство для испытания материалов на плоскопараллельный сдвиг, содержащее захваты, выполненные в виде параллельных пластин, и механизм их плрскопараллельно- го перемещения, выполненный в виде шарнирного четырехзвенника, на одном и а звеньев которого закреплена одна из пластин, а другое, параллельное указанному, связано со второй пластиной посредством

0

3 исключается посредством уменьшения зазора между опорами качения 7, тягой 5 и направляющей 6. При нагруженйи образца в тяге 5, налрэвляющей 6 и опорах качения 7 возникают контактные напряжения и деформации. Проекция сжимающей силы Р на плоскость качения при углах 10-30°. образовавшуюся в результате упругой деформации и являющуюся истинной плоскостью качения, равна нулю. При углах меньших или больших указанных появляется горизонтальная составляющая Pi силы Р, которая передаётся на образец и приводит к неточности испытаний.

15

закрепленной на ней тяги, от л и ч а Ю ще- е с;я тем, что, с целью повышения точности при испытаниях неметаллических материалов путём снижения влияния нормальной составляющей, оно снабжено закрепленной на втором звене четырехзвенника направляющей, охватывающей тягу и связанной с ней посредством тел качения, размещенных межДу их обращенными одна к другой поверхностями, угол наклона которых к поверхности пластин отличен от 90° на 10-30°.

Я,г 4