Стенд для испытания образцов материала на растяжение Советский патент 1982 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть- использовано при определении упругих характеристик вязкоупругих материал при растяжении. Известен стенд для испытания образцов материала на растяжение,сод жащий станину и установленные на ней неподвижный захват для креплени образцов, нагружающее устройство в виде поршня с пружиной .сжатия, стопорный механизм и регулируемый упор, подвижный захват и сплошной шток, один конец которого связан с нагружающим устройством, а второй с подвижным захватом рЗ . Недостатком этого стенда является низкая точность определения на н значения мгновенного модуля упругос ти, так как скорость нагружения образца пружиной сравнительно невелика, а также из-за того, что по ме ре релаксации напряжений и деформации ползучести, вызывающих деформацию пружины, изменяется усилие на образец и его размеры. Цель изобретения - повышение точности при определении мгновенного модуля упругости вязкоупругих материалов. Для достижения указанной цели стенд для испытания образцов материалов на растяжение, содержащий станину и установленные на ней неподвижный захват для крепления образцов, нагружающее устройство, стопорный механизм и регулируемый упор, подвижный захват и шток, один конец которого связан с нагружающим устройством, а второй - с подвижным захватом, снабжен размещенным на станине электромагнитным- фиксатором, шТок выполнен из двух частей, связанных между собой с помощью разделительной муфты, выполненной в виде , 39 рычагов, установленных на одной части штока с возможностью взаимоде ствия с регулируемым упором, и подпружиненных штифтов, размещенных на второй части штока и взаимодействую щих с рычагами, а стопорный механиз и электромагнитный фиксатор установлены с возможностью взаимодейств с частью штока, связанной с подвижным захватом. Кроме того, нагружающее устройство выполнено в виде электромагнит внешний якорь которого жестко связан со штоком. На фиг.1 изображен стенд, вид сбоку; на фиг.2 - разделительная муфта; на фиг.З стопорное устройство и электромагнитный фиксатор. Стенд содержит станину Т, установленный на ней неподвижный захват 2, размещенный в едином корпусе 3 стопорный механизм, выполненный в виде расположенных в отверстиях корпуса 3 шариков с пружинами 5, коромысел 6, одни концы которых установлены с возможностью взаимодействия с шариками k, и установленной на корпусе 3 с возможностью взаимодействия с вторыми концами коромысел 6 гайки 7, и электромагнитный фиксатор 8 с подвижным элементом 9- Стенд содержит также регулируемый упор 10, размещенный на станине 1, подвижный захват 1, шток, состоящий из двух частей 12 и 13j связанных разделительной муфтой, выполненной в виде рычагов 1§ и 15, установленных на части 12 штока, связанной с подвижным захватом 11 и взаимодействующей с шарика ми 5 стопорного механизма, с возмож ностью взаимодействия одними своими концами с регулируемым упором 10, и штифтов Тб с пружиной 17 взаимодействующих с вторыми .концами рычагов It и 15 и установленных .на части 13 штока. Кроме того, стенд содержит ось 18 с пружиной 19, установленной в части 12 штока с возможностью взаимодействия с подвижным элементом 9 электромагнитного фиксатора 8, нагружающее устройство, выполненное в виде установленного на станине 1 электромагнита 20, внешнийякорь 21 которого жестко связан с концом час ти 13 штока, и систему 22 измерения усилий и деформаций. 9 Стенд работает следующим обра- . зом. Закрепляют образец 23 в неподвижном захвате 2 и подвижном захвате 11 и устанавливают регулируемый упор 10 таким образом, чтобы расстояние между ним и концами рычагов 14 и 15 было равно заданной деформации образца 23. Включают электромагнит 20, который притягивает якорь 21 со штоком. Образец 23 не растягивается, так как шток застопорен фиксатором 8. После того, как значение электромагнитной силы в электромагните 20 достигнет своего максимального значения, включают фиксатор В, подвижный элемент 9 которого воздействует на ось 18 и освобождает шток, котор|5|й, п еремещаясь, растягивает образец 23. При перемещении штока концы рычагов It и 15 упираются в регулируемый упор 10, поворачиваются, давят на штифты 16 и разъединяют части 12 и 13 штока друг от друга. Часть 13 перемещается далее до окончания хода внешнего якоря 21 электромагнита 20, а часть 12 стремится переместиться в другую сторону под действием сил упругости образца 23. Шарики 4 заклиниваются между частью 1.2 штока и корпусом 3 и фиксируют часть 12 штока и образец 23 в растянутом до заданных деформаций . состоянии, измеряют усилие, действующее на образец 23, и его деформацию в момент заклинивания штока и по этим значениям, полученным при высоких скоростях нагружения, рассчитывают значение мгновенного модуля упругости. Измеряя усилие и деформа--. цию образца в заданный момент времени после нагружения, фиксируют изменение значения модуля упругости в зависимости от времени нагружения. После окончания измерения и испытания отключают электромагнит 20 и соединяют обе части 12 и 13 штока. Затем поворачивают гайку 7 до ее взаимодействия с концами коромысел 6,которые выталкивают шарики k и освобождают шток. Предлагаемый стенд позволяет определить значения мгновенного модуля упругости вязкоупругих материалов за счет использования электромагнита в качестве нагружающего устройства и автоматизированной системы разъединения штока и фиксации образца, а также значения высоких скоростей исходного деформирования образца материала и исключить динамических воздействий на образец. Формула изобретения 1. Стенд для испытания образцов материала на растяжение, содержащий станину и установленные на ней неподвижный захват для крепления образцов, нагружающее устройство, стопорный механизм и регулируемый упор, подвижный захват и шток, один конец которого связан с нагружающим устройством, а второй - с подвижным захватом, о т- личающийся тем, что, с цель.ю повышения точности при определении мгновенного модуля упругости вязкоупругих материалов, он снабжен размещенным на станине электромагнитным фиксатором, шток выполнен из двух частей, связанных между собой с помощью разделительЭ515 20 Э ной муфты, выполненной в виде рычагов, установленных на одной части штока с возможностью взаимодействия с регулируемым упором, и подпружиненных штифтов, размещенных на второй части штока и взаимодействующих с рычагами, а стопорный механизм и электромагнитный фиксатор установлены с возможностью взаимодействия с частью штока, связанной с подвижным захватом. 2. Стенд по п.1, отличающ и и с я тем, что нагружающее устройство выполнено в виде электромагнита, внешний якорь которого жестко связан со штоком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 N 3/00, 1969 (прототип).