УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ Советский патент 1972 года по МПК G01D5/34 G01B11/16 

Изобретение относится к устройствам для измерения деформаций, применяемым наиболее часто при механических испытаниях образцов на разрыв.

Известны фотоэлектрические устройства для измерения деформаций образцов материалов при механических испытаниях на разрыв (см., например, журнал «Iron Aqe, 1964 г., т. 193, №8 стр. 121).

Известные устройства содержат фотоэлектрический датчик деформаций с осветителем, оптической системой, дающей плоский световой луч, фотоэлементом и усилителем, сканирующее приспосбление и регистрирующий прибор.

Недостатком этих устройств является невозможность непрерывного измерения диаметра образца в месте образования шейки при механических испытаниях, когда неизвестно в какой части по длине образца будет образовываться щейка.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что фотоэлектрический датчик, включенный на вход X двухкоординатного прибора, установлен на каретке, приводимой в возвратно-поступательное движение вдоль образца и снабженной реохордным датчиком перемещения, включенным на вход У двухкоординатного прибора, который снабжен синхронным лентонротяжным механизмом.

Другой особенностью предлол енного устройства является то, что оно снабл ено светозащитными экранами, закрепленными на утолщенной части образца, которые плотно прилегают с двух сторон к образующим недеформированного образца и имеют реперные вырезы. Указанные конструктивные особенности предложенного устройства обеспечивают регистрацию кинетики развития пластических деформаций в зоне разрушения и повышение точности измерения.

На фиг. 1 изображен образец со светозащитными экранами; на фиг. 2 - график полной кинетической картины разрушения образца.

К утолщенной части образца I прикрепляются два светозащитных экрана 2. Экраны прилегают с двух сторон к образующим недеформированного образца /. Верхнюю часть экранов 2 крепят хомутом 3, а нижнюю - хомутом 4, имеюни м некоторую свободу. На одном из экранов 2 сделаны реперный вырез 5, который позволяет регистрировать начало измеряемой части образца /.

Образец с установленными на нем экранами устанавливают в захваты разрывной машины, на которую поставлена сканирующая головка, состоящая из каретки, приводимой в возвратно-поступательное движение вдоль оси образца с экранами реверсивным двигателем и имеющей реохордиый датчик перемещений,

фотоэлектрического датчика и осветителя, дающего плоский световой луч. Запись производится самопишущим двухкоординатпым потенциометром с синхронной лентопротяжкой.

Сигнал от фотодатчика регистрируется на координате X, двухкоррдинатного самопищущего потенциометра. На координате У с помощью реохордного датчика перемещения регистрируется положение сканирующей вдоль образца каретки с осветительным устройством и фотодатчиком в установленном масштабе. Самопишущий потенциометр имеет синхронный лентопротяжный механизм для продвижения диаграммной ленты с постоянной скоростью, что позволяет регистрировать процесс во времени.

Таким образом, сканирующая каретка с осветительным устройством п фотодатчиком двигается вдоль оси образца, что фиксируется на координате У самописца, а на координате X фиксируется световой поток, проходящий через щели между измеряемой рабочей частью образца и светозащитными экранами.

В результате на диаграммной ленте двухкоординатного самописца записывается кривая, раскрывающая полную картину разрушения (фиг. 2). Смещение пика Л по оси С будет пропорционально величине сужения диаметра образца. Пик Е отмечает верхний край рабочей части образца, для чего в экране сделан вырез. Так как экраны жестко закреплены на образце у верхнего неподвижного захвата, в процессе испытания между экранами и образцом образуется просвет, обозначенный пиком F, который отмечает нижний край рабочей части. Смещение пика F пропорционально величине удлинения образца. Момент и место образования .шейки фиксируется появлением пика N, величина которого растет пропорционально изменению формы образца в месте образования шейки. При этом форма пика Л будет подобна форме шейки, что позволяет определить величину не только минимального диаметра образца по максимальной высоте пика, но и величину объемного сужения в месте локальной пластической деформации.

Благодаря применению предложенного устройства можно определить изменение диаметра рабочей части образца А/г, место разрушения, величину объемного сужения в месте локальной пластической деформации, а также измерять величину удлинения образца в процессе испытания на растяжение.

Предмет изобретения

1.Устройство для измерения деформаций образцов материалов при механических испытаниях на разрыв, содержащее фотоэлектрический датчик деформаций с осветителем, оптической системой, дающей плоский световой луч, фотоэлементом и усилителем, сканирующее приспособление и регистрирующий двухкоординатный прибор, отличающееся тем, что, с целью регистрации кинетики развития пластических деформаций в зоне разрушения, фотоэлектрический датчик, включенный на вход X двухкоординатного прибора, установлен на каретке, приводимой в возвратно-поступательное движение вдоль образца и снабженной

реохордным датчиком перемещения, включенным на вход Y двухкоординатного прибора, который снабжен синхронным лентопротяжным механизмом.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений,

оно снабжено светозащитными экранами, закрепленными на одной из утолщенных частей образца, которые плотно прилегают с двух сторон к образующим недеформированного образца и имеют один или несколько реперных вырезов.