Захват для испытания плоскихОбРАзцОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N3/04 

Изобретение относится к механичес ким испытаниям материалов, а именно к захватам для испытания плоских образцов . Известно зажимное приспособление для испытания пластмасс, содержащее корпус, камеру для установки головки испытываемого образца, заполняемую сыпучим телом, клиновой механизм с подвижной пластиной 1 . Недостатком приспособления является ненадежный зажим образца. Надежность зажатия устройства характеризуется адгезионными свойствами сопрягаемых поверхностей образца и сыпучего тела, недостаточная взаимная величина которых даже при максимальном усилии, развиваемом клиновым мех низмом, приводит к проскальзыванию образца при испытании. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является захват для испытания плоских образцов на разрыв, содержащий корпус с продольнЕлми симметрично расположенными пазами с наклонными поверхностями, пару клиновых вкладышей и устройства для поджима образца 21 . Недостатком известного захвата является невозможность создания равномерного напряженного состояния по сечению рабочей части образца, изготовленного, например из анизотропных материалов с полимерной связукмцей, армированных высокомодульными волокнами Сстекло-углеборопластиками). Причиной этого является то, что растягивающее усилие передается только контактирующим с вкладышами наружньм слоям образца, в внутренним - через полимерную связ.ующую, которая вследствие повышенной деформативности не может передать внутренним армирующим волокнам деформацию поверхностных слоев полностью. Кроме того, полимерная связукяцая, деформируясь, вытесняется вкладышами в пространство между ними. При этом происходит локальное разрушение материала образца в местах крепления и, как следствие, в сечении рабочей части при растяжении также возникает неравномерность напряженного состояния, что снижает надежноЬть зажима образца. Цель изобретения - повышение надежности зажима образца. Указанная цель достигается тем, что в корпусе захвата выполнены два дополнительных паза, перпендикулярных первым, а захват снабжен дополнитель ными вкладышами, размещенными в этих пазах. Отношение тангенсов углов наклона вкладыней к поперечным деформациям сторон образца находится в следующей зависимости угол наклона клина вкладышей ; угол наклона клина допол нительных вкладышей; поперечная деформация образца в направлении оси 7,-%. - поперечная деформация образца в направлении оси z-z; коэффициент Пуассона мате риала образца в направле нии оси у-у; zx коэффициент Пуассона мат риала образца в направле нии оси Z -Z . Наличие дополнительной пары вкла дышей позволяет увеличить площадь контакта захвата с образцом, в резул тате чего напряженное состояние в образце становится более равномерным Вместе с тем дополнительные вкладыши не позволяют полимерной связующей ч ти анизотропного материала образца выдавливаться между основными вкладышами. Обжимая вместе с основными вкладьаиами образец с четырех сторон они позволяют создать одинаковое давление во всем материале головки. Таким образом создаются одинаковые условия передачи деформации волокнам анизотропных материалов, что также способствует получению более равномерного напряженного состояния в се чении рабочей части образца. При приложении к образцу растягивающих усилий одновременно с увеличением длины образца в направлени приложения нагрузки происходит умен шение его ширины и толщины без нару шения сплошности материала. Зависимость этих деформаций опре деляется коэффициентом Пуассона, ко торый для анизотропных материалов имеет различные значения в разных направлениях. Из приведенной формулы вытекает, что для обеспечения сохранения спло ности материала образца в местах крепления в захвате необходимо, что бы отношение тангенсов углов наклон клина основного и дополнительного пазов корпуса захвата равнялось отношению коэффициентов Пуассона мате риала образца в направлениях, перпе дикулярных рабочим поверхностям основных и дополнительных пар вкладышей соответственно. На фиг. 1 изображен захват, общий ВИД; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2. Предлагаемый захват содержит корпус 1 с двумя парами продольных симметрично расположенных относительно оси приложения нагрузки х-х пазов 2 и 3, также 4 и 5, две пары клиновых вкладьлшей 6 и 7 с углом Л. клина,. а также 8 и 9 с углом (5 кл1:к:: для зажима образца 10 и устройство 11 для его предварительного подд-ма. Вкладыши б и 7 взаимодействуют с образцом по оси у-у, а вкладыши 8 и 9 по оси Z-Z. Захват работает следующим образом. Образец 10 устанавливается г 1ежду клиновыми вкладышами 6-9, после чего устройством.11 производится его предварительный поджим. Затем к образцу на оси х-х прикладывается нагрузка и производится испытание . По окончании испытания устройство 11 возвращается в исходное положение, а головка образца освобождается от вкладышей и извлекается из захвата. Формула изобретения 1.Захват для испытания плоских образцов, содержащий корпус с продольными симметрично расположенными пазами с наклонными поверхностями, пару клиновых вкладышей и устройство для поджима образца, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности зажима, в корпусе выполнены два дополнительных паза, перпендикулярных первым, а захват снабжен дополнительными вкладышами, размещенными в этих пазах. 2.Захват по п. 1, отличающий с я тем, что отношение тангенсов углов наклона вкладышей к поперечным деформациям сторон образца находится в следующей зависимости gyy где d - угол наклона клина вкладышей;{Ь - угол наклона клина дополнительных вкладышей; Ё, - поперечная деформация образца в направлении оси У-у; §2 - поперечная деформация образца в направлении оси z-z; Лх) - коэффициент Пуассона материала образца в направлении оси у-у; V.,- коэффициент Пуассона материала образца в направлении оси Z-Z . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 132799, кл. G 01 N 3/04, 1960. 2.Патент США № 3224259, кл. 71103, 1962 (прототип) .