Устройство для испытания образцов материалов на растяжение

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ НА РАССТЯЖЕНИЕ, содержащее зажимы образца, силризмеритель , связанный с одним из зажимов контак-гную скобу, установленную с возможностью взаимодействия, с подвижным элементов силбизмерителя и связанную с другим зажимом, а также связанный с этим зажимом нагружающий механизм и измеритель деформации , отличающееся тем, что, с целью расширения техноловических возможностей путем непосредственного определения деформационной жесткости испытуемых образцов, связь, контактной скобы с зажимом выполнена в виде рычажно-шарнирного механизма , состоящего из двух параллельных неравноплечих рычагов второго рода и тяги, соединяющей их с по- МОЩЬЮ шарниров, один из рычагов соединен с контактной скобой и имеет соотношение плеч 1:2, а другой соединен с зажимом образца и имеет соот- /Л ношение плеч 1:4.| ND О О СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SmD G 01 N 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3345983/25-28 (2Z) 1 3.10.81 (46) 30.06.83. Бюл. Р 24 (72) A.N.Ñòàëåâè÷ и В.Е. Иаксимов (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени институт текстильной и легкой промышленности им. С.N.KHðîâà (53) 620.172.22(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 229835, кл, G 01 N .3/08;.1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 211865, кл. G 01 N 31/16, 1968 (прототип). (54)(57) 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ HA РАССТЯЖЕНИЕ, содержащее зажимы образца, силоизмеритель, связанный с одним из зажимов, контактную скобу, установленную с

„„BU„„1026034 А возможностью взаимодействия. с подвижным элементов силоиэмерителя и связанную с другим зажимом, а также связанный с этим зажимом нагружающий механизм и измеритель деформации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения техноловических возможностей путем непосредственного определения деформационной жесткости испытуемых образцов, связь контактной скобы с зажимом выполнена в виде рычажно-шарнирного ме ханизма, состоящего из двух параллельных неравноплечих рычагов второго рода и тяги, соединяющей их с помощью шарниров, один из рычагов соединен с контактной скобой и иМеет соотношение плеч 1:2, а другой соединен с зажимом образца и имеет соотношение плеч 1:4.

102б034

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что силоизмеритель выполнен в виде консольно закрепленной балочки с опорой, ус тановленной с возможностью перемещения вдоль нее.

3. устройство по и. 1, o T л ич.а ю щ е е с я тем, что силоивмеИзобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания образцов на растяжение, и может быть использовано при испытаниях полимерных материа лов.

Известно устройство для испытания текстильных материалов на релаксацию, содержащее силоиэмерительную балку, кинематически связанную с. верхним. зажимом устройства и несущую тейзодатчик, связанный с регистрирующим и регулирующим приспо- соблениями, и приспособление для нагрузки и разгрузки:образца(11.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату х предлагаемому является устройство для испытания образцов материалов на растяжение, содержащее зажимы образца, силоизмеритель, связанный с одним из зажимов, контактную скобу, установленную G возможнос ью взаимо.действия с подвижным элементом силоизмерителя и связанную с другйм зажимом, а также связанный с этим зажимом нагружающий механизм и измеритель деформации (2)

Недостатком известных устройств является невозможность непосредственно определять деформационную жесткость испытуемого образца, что ограничивает технологические возможности устройства.

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей путем непосредственного определения деформационной жесткости испытуемого образца, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для испытания об- 40 разцов материала на растяжение, содержащем зажимы образца, силоизмеритель, связанный с одним из зажимов, контактную скобу, установленную с возможностью взаимодействия с подвижным 45 .элементом, силоизмерителя и связанную с другим зажимом, а также связанный с этим зажимом нагружающий механизм и измеритель деформации, связь конритель выполнен в виде двух рычагов, установленных с возможностью вращения в параллельных плоскостях вокруг общей оси, и консольно закрепленных на свободных концах этих рычагов упругих балочек, свободные концы которых соединены шарнирно с помощью тяг в точке, лежащей на оси рычагов. тактной скобы с зажимом выполнена в виде рычажно-шарнирного механизма, состоящего из двух параллельных неравноплечих рычагов второго рода и тяги, соединяющей их с помощью шарниров, один иэ рычагов соединен с контактной скобой и имеет соотношение плеч 1:2, а-другой соединен с зажимом образца и имеет соотношение плеч 1:4.

Кроме того, силоиэмеритель выполнен либо в виде консольно закрепленной балочки с опорой, установленной с воэможность перемещения вдоль нее, либо в виде двух рычагов, установленных с возможностью вращения в параллельных плоскостях вокруг общей оси, и консольно закрепленных на свободных концах этих рычагов упругих балочек, свободные концы которых соединены шарнирно с помощью тяг в точке, лежащей на оси рычагов.

На фиг. 1 изображена схема устройства для испытания образцов материалов на растяжение; на фиг. 2— схема силоизмерителя.

Устройство содержит верхний 1 и нижний 2 зажимы для крепления образца 3. Верхний зажим 1 тягой 4 шарнирно соединен с силоизмерителем, выполненным в виде консольно закрепленной балочки 5, снабженной опорой 6, установленной с возможностью перемещения вдоль балочки 5.

Связь контактной скобы 7 с верхним зажимом 1 выполнена в виде рычажно-шарнирного механизма, состоящего из двух параллельно неравноплечих рычагов 8 и 9 a roporo рода и тяги

10, соединяющей их с помощью шарниров 11 и 12. При этом рычаг 8 соединен" с контактной скобой 7 и имеет.соотношение плеч 1г2, а рычаг 9 соединен через тягу 13 с нижним зажимом.2 и имеет соотношение плеч

1:4, Рычаг 9 с укрепленным на нем грузом 14 взаимодейтсвует с кулачком 15, вращающимся от шагового двигателя (не показан) . Балочка 5 через контактную скобу 7 взаимодействует с

1026034

50 электроприводом (не показан) перемещения опоры 6, которая снабжена стрелкой 16 и пером 17 для отсчета по шкале 18 и записи на диаграммную бумагу 19 величины измеряемой деформационной жесткости образца 3. Для записи удлинения образца предусмотрен сельсин-датчик 20, ротор которого связан с рычагом 8.

Силоиэмеритель с линейной зависимостью деформационной жесткости от параметра,"изменяющего жесткоть силоиэмерителя (фиг. 2), выполнен в виде двух рычагов 21 и 22, ус-: тановленных на корпусах шестерен

23 и 24, вращающихся в параллельных 15 плоскостях вокруг общей оси, и закрепленных консольно на рычагах 21 и 22 упругих балочек 25 и 26, свободные концы которых шарнирно соединены тягами 27 и 28 в точке 29, 2О соединенной тягой 30 с верхним зажимом 1 и лежащей на продолжении общей оси вращения.

Ю

Кинематическая связь электроприво:да 31 поворота рычагов 21 и 22 осу- . yg ществлйется через редуктор, состоящий из червяка 32,червячного колеса.33, шестерни 34, находящейся в зацеплении одновреж;нно с шестерней 23 с закрепленным:на ней рычагом 21 и шестерней 35, имеющей равное количество зубьев с шестерней 34. Шестерня 35 находится в зацеплении с шестерней 24.с укрепленным на ней рычагом 22. Рычаг 21 соединен со стрелкой-указателем 36 для отсчета деформационной жесткости по шка ле 37 и сельсии-датчиком 20. устройство работает следующим образом.

Образец 3 нагружается грузом 14 40 за счет новорота кулачка 15 (фиг.l).

При этом образец удлиняется на величину f равную прогибу балочки 5, что достигается в результате выбранного соотношения плеч рычагов 8 и 45

9. Замыкание одного иэ контактов контактной скобы 7 включает электропривод опоры 6 до момента, пока не исчезнет, усилие в тяге 10 и контакты не разомкнутся. В этот момент стрелка-указатель 16 показывает на шкале 18 величину деформационной .жесткости образца 3, которая одновре- . менно фиксируется на диаграммной бумаге 19. В дальнейшем снлоизмеритель постоянно поддерживает отсутствие усилия в, тяге 10 положение опоры 6 показывает изменение деформационной жесткости образца 3 в каждый момент испытания, а сельсин-датчик 20 фиксирует удлинение образца 3.

Силоизмеритель с линейной зависимостью деформационной жесткости от параметра, изменяющего жесткость силоизмерителя, работает следующим образом.

При нагружении образца 3 шарнир, установленный в точке 29 и связанный.с верхним зажимом 1 через тягу

10, перемещается на .величину, равную удлинению образца 3. В этот момент завыкается один из контактов контактной скобы 7 и включается электропривод 31, который через червячную пару 32 и 33 приводит в движение шестерни 34 и 35. Последние поворачивают шестерни 23 и 24 и перемещают рычаги 21 и 22, что. вызывает изгиб упругих балочек 25 и 26 и изменяет положение тяг 27.,28 и 30. Перемещение тяг продолжается до тех пор, пока деформационная жесткость образца 3 не станет равной суммарной жесткости .упругих балочек 25 и 26 и . контакты не разомкнутся..В дальнейшем, как и в первом случае силоизмеритель будет постоянно поддерживать отсутствие усилия в тяге 30,а положение стрелки 36 будет показывать изменение деформационной жесткости образца 3 в линейной зависимости от угла закручивания упругих балочек 25 и 26.

Таким образом, предлагаемое устройство.позволяет путем непосредственного определения деформационной жесткости образца определить упругие . или вязкоупругие свойства. упругих материалов, имеющих полную обратимость деформации при разгрузке, у которых модуль упругости не зависит от времени, материалов с линейной

aaszo-упругостью, когда модуль упругости зависит не только от времени, но.и от относительного удлинения, что характерно для высокоориентированных полимерных материалов.

1026034 Рог.2

Составитель A.Åâãåíüåâ

Редактор A.Êóðàõ Техред A. Бабннец Корректор В. Бутяга

Заказ 4549/35 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4