Устройство для испытания материалов на ударное кручение Советский патент 1979 года по МПК G01N3/22 G01N3/31 

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к устройствам для испытания материалов на ударное кручение. Известно устройство для испытания материалов на ударное кручение, содержащее механизм ударного нагруження, включающий электродвигатель и приводной вал с установленным на нем маховиком, активный захват образца, средства соединения активного захвата с механизмом ударного нагружения и измеритель угловой скорости, связанный с приводным валом 1. Сред ства сцепления представляют собой траверсу с пальцами, входящими в отверстия, выполненные в маховике. С помощью известие го устройства нельзя проводить испытания на эластичность по отскок из-за отсутствия источника импульсного нагруже ния, кроме того, невозможно возвращение образца в исходное состояние из-за его разрушени Цель изобретения - определение эластичности по отскоку полимерных материалов. Для зтого устройство снабжено источником импульсного питания электродвигателя, а средства соединения выполнены в виде двух симмет рично расположенных относительно приводного вала торцовых выступов на активном захвате, каждый из которых со стороны вала имеет цилиндрическую поверхность, центр кривизны которой смещен относительно оси вала, и двух взаимодействующих с выступами бойков, а в приводном валу выполнено сквозное радиальное отверстие, в котором свободно установлены бойки. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, схема; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1. Устройство содержит основание 1 со стойкой 2, на которой с помощью винта 3 фиксируется положение вертикально перемещающейся штанги 4. На конце штанги 4 крепится фланцевый электродвигатель 5, вал которого жестко соединен с валом 6, например, с помощью втулочной муфты. На валу 6 закреплен маховик 7 переменной массы. На нижнем конце вала 6 выполнено сквозное радиальное отверстие, в котором установлены бойки 8, свободно скользящие в сквозном отверстии вала 6, и подиашниковый узел 9 с активным захватом 10, который имеет два симметрично расположенных относительно приводного вала торцовых выступа 11, каждый из которых со стороны вала имеет циливдрическую поверхносгь, центр кривизны которой смещен относительно оси вала и двух взаимодействующих с выступами бойков 8. Испытываемый образец 12 имеет форму кольца 1и помещается между активным захватом 10 и наковальней 13. Нижняя часть вала 6 вместе с образцом 12 помещается в термокамеру 14. Для измерения скорости вращения вала 6 может быть использовано устройство любого типа, например, состоящее из датчика 15 и путевых отметчиков 16, установленных на поверхности маховика 7. Скорость вращения вала 6 может также определяться по величине ЭДС, наводимой в двигателе, переключаемом в режим генератора. Прибор работает следующим образом. Через электродвигатель 5 разряжается конденсатор являющийся источником импульсного питания электродвигателя 5 (на чертеже не показан). Вал 6, получив механический импульс от электродвигателя 5, на«шнает вращаться в направлении стрелки (фиг. 2). Бойки 8 наносят удар по выступам 11 активного захвата 10, передаваемый на образец 12 и последний деформируется. Возвращаясь в исходное (недоформи рованное) состояние, образец 12 через активный захват 10 и бойки 8 толкает вал 6 в обратном направлении. Эластичность образца оценивается по скорости вала 6 до и после удара. Изменени условий испытания производится, например, изменением емкости разряжаемого через электродвигатель 5 конденсатора, изменением момента инерция маховика 7 (достигается путем установ ки маховиков различной массы) и изменением температуры образца. Изобретение позволяет проводить комплексное исследование материала, так как по данным о величине эластичности по отскоку можно рассчитать по известным зависимостям тангенс угла механических потерь: tg-cT комплексный и динамический модули сдвига: 4f-irгде G - комплексный модуль сдвига; G - динамический модуль сдвига. Комплексный модуль сдвига определяется отношением скоростей вала до и после удара, размерами образца, величиной деформации и может быть рассчитан по известным формулам. Формула изобретения Устройство для испытания материалов на ударное кручение, содержащее механизм ударного нагруження, включающий электродвигатель и приводной вал с установленным на нем маховиком, активный захват образца, средства соединения активного захвата с механизмом ударного нагруження и измеритель угловой скорости, связанный с приводным валом, отличающееся тем, что, с целью определения эластичности по отскоку полимерных материалов, оно снабжено источником импульсного питания злектродвигателя, а средства соединения выполнены в виде двух симметрично расположенных относительно приводного вала торцовых выступов на активном захвате, каждый из которых со стороны вала имеет цилиндрическую поверхность, центр кривизны которой смещен относительно оси вала, и двух взаимодействующих с выступами бойков, а в приводном валу выполнено сквозное отверстие, в котором свободно установлены бойки. Источники информации Принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N58819, кл. G 01 N 3/26, 1938.