Устройство для определения температурного коэффициента статического модуля упругости при изгибе

 

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (О1 М 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3428266/25-28 (22) 16.04.82 (46) 07.08.83. Бюл. Н 29 (72) Н.В. Горяев, Б.Е. Новаковский и Л.Г. Эткин (53) 620.174.22(088.8) (56) 1. Патент США У 3248935, кл. 73-100, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

N 670851, кл. G 01 N 3/20, 1977 (прототип).

1 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЗффИЦИЕНТА СТАТИ"

4ЕСКОГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ, содержащее основание, цилиндрическую термокамеру, закрепленную консольно на основании с возможностью вращения вокруг своей оси, расположенные внутри термокамеры активный и пассив" ный захваты для крепления испытуемого образца, груз, закрепленный на активном захвате, и устройство для иэ" мерения угла прогиба испытуемого образца, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения температурного коэффициен та, оно снабжено закрепленной на внутренней поверхности термокамеры опорной площадкой с двумя регулируемыми упорами, расположенными на одинаковом расстоянии от оси термокамеры, двумя плоскими пружинами, консольно закрепленными на площадке напротив упоров, двумя рычагами, одни концы которых закреплены на свободных кон" цах соответствующих пружин, а другие концы выполнены в виде сферических наконечников, а груз имеет параллельные грани, расположенные симметрично относительно его центра масс параллельно плоскостям пружин и предназначенные для взаимодействия со сферическими наконечниками рычагов. 10339

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к уст. ройствам для определения температурного коэффициента статического модуля упругости при изгибе.

Известно устройствс. для определения температурного коэффициента статического модуля упругости при изгибе, содержащее основание, установленную на нем камеру, расположенный 10 внутри камеры захват для крепления испытуемого образца и приспособление для измерения угла прогиба испытуемого образца (1)°.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для, определения температурного коэффициента статического .модуля упругости при изгибе,содержащее основание, цилиндрическую термокамеру, закрепленную консольно на основании с возможностью вращения вокруг своей оси, расположенные внутри термокамеры активный и пассивный захваты для креп- 25 ления испытуемого образца, груз, закрепленный на активном захвате, и приспособление для измерения угла прогиба испытуемого образца (23.

Недостаток указанных устройств заключается в невысокой точности определения температурного коэффициен" та статического модуля упругости при изгибе вследствие раскачивания образца из-за различного рода вибрационных нагрузок, возникающих при повороте термокамеры, от производственных вибраций, а также от случайных сейсмических воздействий.

Цель изобретения - повышение точ- 40 ности определения температурного коэффициента статического модуля упругости при изгибе.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения тем- 45 пературного коэффициента статического модуля упругости при изгибе, содержащее основание, цилиндрическую термокамеру, закрепленную консольно на основании с возможностью вращения 50 вокруг своей оси, расположенные внутри термокамеры активный и пассивный захваты для крепления испытуемого образца, груз, закрепленный на активном захвате, и устройство для SS измерения угла прогиба испытуемого образца, снабжено закрепленной на внутренней поверхности термокамеры

17 2 опорной площадкой с двумя регулируе-i мыми упорами, расположенными на одинаковом расстоянии от.оси. термокаме-. ры, двумя плоскими пружинами, консольно закрепленными на площадке напротив упоров, двумя рычагами, одни концы которых закреплены на свободных концах соответствующих пружин, а другие концы выполнены в виде сферических наконечников, а груз имеет параллельные грани, расположенные симметрично относит ельно его центра масс, параллельно плоскостям пружин и предназначенные для взаимодействия со сферическими наконечниками рычагов.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для определения температурного коэффициента статическо-. го модуля упругости при изгибе содер- . жит основание (не показано), укрепленный на нем подаипниковый подвес 1, имеющий горизонтальную ocb вращения.

На подвесе 1 с помощью хвостовика 2 установлена цилиндрическая термокамера 3, ось которой совпадает с осью подвеса 1. На внутренней поверхности термокамеры 3 установлена опорная площадка 4 с двумя регулируемыми упорами 5 и 6, расположенными на одинаковом расстоянии от оси термокамеры 3. На опорной площадке 4 напротив упоров 5: и 6 консольно закреплены две плоские пружины 7 и 8 и два рычага 9 и 10, одни концы которых закреплены на свободных концах соответствующих.пружин 7 и 8, а другие концы выполнены в виде сферических наконеч" ников 11:и 12. На противоположной относительно подвеса f торцовой стенке 13 термокамеры 3 расположен пассивный захват 14, предназначенный для консольного закрепления испытуемого образца 15 и выполненный в виде гайки, на свободной торцовой поверхности которой закреплено .зеркало 16.

На свободном конце образца 15 закреп.лен активный захват 17 с грузом 18, установленным на активном захвате 17 и имеющим зеркальную плоскость 19 на торце, обращенном .в сторону пассив-. ного захвата 14. Груз 18 имеет две параллельные грани 20 и 2 1, расположенные симметрично относительно его центра масс параллельно плоскостям пружин 7 и 8 и предназначенные для взаимодействия со сферическими на3 10339 конечниками 11 и 12 рычагов 9 и l0.

Приспособление для измерения угла прогиба испытуемого образца l5 выполнено в виде автоколлиматора (не показан), установленного на основании на одной оси с термокамерой 3 и оптически связанного с зеркальной плос" кост.ью 19 груза 18 через окна (не показаны),.выполненные- в торцовой стенке 13 термокамеры 3;:, t0

-Устройство работает.следующим об- разом.

Испытуемый образец 15 одним кон.цом закрепляют. в пассивном захвате

14, а другим .- в активном захвате 17, t5 на котором установлен груз 18. С помощью регулируемых упоров 5 и 6 прижимают с одинаковым усилием сфе-рические наконечники 11 и 12 рычагов

9 и. 10 к.соответствующим граням 20 щ и 21 груза. 18. Величину усилия прижатия сферических наконечников 11 и .

12 определяют теоретическим или экспериментальным путем из условия обеспечения эффективного гашения колеба- 25 ний груза 18. Нагревают образец 15 до заданной температуры, например до +50 С, измеряют. с помощью авто-. коллиматора угол г между нормалями

1. к зеркальной плоскости 19 груза 18 зо и. зеркалом 16.,Поворачивают термока.меру 3 вместе с образцом 15 вокруг .своей оси на 1800, определяют аналогичным способом угол 9" и вычис1 ляют угол Ч„статического прогиба

35 образца при данной температуре по формуле

< :н

Ч 1+ 3 г

Ари воздействии на испытуемый об- 40 разец 15 различного рода вибраций колебания груза: 18 гасятся эа счет сил трения между сферическими наконечниками- 11 и 12 и гранями 20 и 21 груза -18. Постоянство контактного усилия при колебаниях, обеспечивает ся благодаря выполнению граней 20 и 21 плоскопараллельными и их расположению относительно образца 15.

Симметричное расроложение граней 20 и 21 относительно центра масс груза

17 4

18 исключает его закручивание вокруг оси образца 15 от сил трения.

Выполнение наконечников 11 и 12 сфе-. рическими позволяет осуществить прак" тически точечный контакт между йими и гранями 20 и 21 груза 18, .а также расположить пружины 7 и 8 в плоскос тях граней 20 и 21, что способствует поддержанию постоянства контакт- ного усилия, поскольку силы трения, действующие в плоскостях этих граней, не вызывают изгибающих моментов и упругих изгибных деформаций соответствующих пружин 7 и 8. Вместе с тем исключается влияние упругости пружин

7 и 8 на величину угла прогиба груза 18 под собственным весом, посколь-ку при точечном контакте момент от сил трения в месте контакта равен нулю или настолько мал, что.не влияет существенно на измеряемый статический угол прогиба груза 18. Благо" даря тому, что точки контакта рас" положены в нейтральной плоскости образца 15 на одинаковом расстоянии от обоих концов его упругой части, cHJIbl трения не вызывают угловых поворотов груза 18.и, следовательно, также не влияют на статический угол прогиба груза 18..

После определения угла Ч стати" ческого прогиба образца 15 последний нагревают до более высокой темпера" туры, например до +100оС, и, повто" ряя аналогичные измерения, вычисляют угол Ч2 статического прогиба образца при данной температуре под действием собственного веса и веса груза 18.

Температурный коэффициент статичес" кого модуля упругости при изгибе определяют по формуле

1+ 2)(1+ 2) где о(- коэффициент линейного расширения материала образца (град 1) °

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения за счет исключения возможности раскачивания испытуемого образца вследствие различного рода вибрационных нагрузок.

1033917

Составитель В. Гриненко

Jl ж Л р 73 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,-ул. Проектная,