Устройство для испытания листовых материалов на прочность

 

Устройство предназначено для оценки качества полимерных материалов и содержит камеру с заливочной . л рабочей полостями и крьппку, выполненные из диэлектрического материала, средство крепления образца в полеречном направлении по его перимет-j ру между камерой и крьшпсой, установленный на крьшпсе нагружатель, вьтолненный в виде диэлектрического стержня , озсватьшающего стержень груза в виде металлического стакана с диэлектрической втулкой, и установленных на стержне фиксирующих планок, взаимодействующих с втулкой. Фиксатор стрелы прогиба образца вьшолнен в виде установленного на крьппке и охватывающего груз полого цилиндрического электрода и размещенного в полости груза электрода в виде второго стакана . Кроме того, устройство содержит регистратор момента достижения заданной стрелы прогиба. При испытании под действием груза образец прогибается , груз перемещается вслед за образцом и изменяет величину диэлектрической проницаемости между электродами , фиксируемую регистратором. По достижении заданной величины стрелы прогиба образца устройство отключается , испытания проводят в жидкой агрессивной среде; в дистиллированной воде и на воздухе. . Полученные данные сравнивают и по ним судят о влиянии среды на полимерные материалы, что расширяет функциональные возможности устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 0 д X} х

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1Ф) (5D4G01 Н 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/ ":

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ " Р" ;7 р ", . (21) 3780846/25-28 (22) 19.04.84 (46) 07.04 ° 86. Бюл. 1(13 (72) А.Н.Щеглов, В.В.Лаврентьев, H.Н.Кубышева и А.М.Щеглова (53) 620.199 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 178554, кл. G 01 Н 3/28, 1963.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

:(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЛИСТОBblX МАТЕРИАЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ (57) Устройство предназначено для оценки качества полимерных материалов и содержит камеру с заливочной .и рабочей полостями и крышку, выполненные из диэлектрического материала, средство крепления образца в поперечном направлении по его перимет-, ру между камерой и крышкой, установленный на крышке нагружатель, выполненный в виде диэлектрического стержня, охватывающего стержень груза в виде металлического стакана с диэлект. рической втулкой, и установленных на стержне фиксирующих планок, взаимодействующих с втулкой. Фиксатор стрелы прогиба образца выполнен в виде установленного на крышке и охватывающего груз полого цилиндрического электрода и размещенного в полости груза электрода в виде второго стакана. Кроме того, устройство содержит регистратор момента достижения заданной стрелы прогиба. При испытании под действием груза образец прогибается, груз перемещается вслед эа образцом и изменяет величину диэлектрической проницаемости между электродами, фиксируемую регистратором. По достижении заданной величины стрелы прогиба образца устройство. отключается, испытания проводят. в жидкой агрессивной среде; в дистиллированной воде и на воздухе.. Полученные данные сравнивают и по ним судят о влиянии среды на полимерные материалы, что расширяет функциональные возможности устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

12230

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике и может найти применение в химической промышленности для оценки качества полимерных материалов. 5

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний полимерных материалов на прочность под действием агрессивной среды. 1О

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — блок-схема регистратора; на фиг. 3 — диаграммы (АБВГ), поясняющие принцип работы устройства.

Устройство содержит испытательную 15 камеру 1, в которой выполнены сооб,щающиеся между собой рабочая полость .2 и заливочная полость 3, заполняе1 мые при испытании агрессивной средой 4. Камера содержит диэлектричес- 20 кую крьппку 5, а образец 6 закрепляется в поперечном направлении между камерой 1 и ее крышкой 5 с помощью болтов 7 по периметру. Нагружатель .выполнен в виде установленного вдоль 25

1 ,оси камеры подпружиненного диэлектрического стержня 8, взаимодействую щего посредством выступа 9 с выступом 10 в отверстии диэлектрической крышки 5, груза, выполненного в виде щ охватывающего стержня 8 металлического стакана 11, диэлектрической втулки 12, установленной на внутренней поверхности стакана 11 у его кромки, и шарнирно закрепленных на стержне 8 фиксирующих стакан 11 планок 13, 35

;взаимодействующих с втулкой 12. Фиксатор стрелы прогиба выполнен в виде закрепленного на крышке 5 с помощью .винта 14 и охватывающего стакан 11 электрода 15 и коаксиально установ40 ленного в полости стакана 11 электрода в виде второго стакана 16, охватывающего стержень 8 и закрепленного на крьппке 5 винтами 17. Дно второго стакана 16 взаимодействует с пружиной 18 стержня 8, а в стенках стакана 16 выполнены прорези для размещения фиксирующих планок 13. На диэлектрической крышке 5 камеры 1 установлен штатив 19 с зажимом 20 в котором закреплена бюретка 21. Носик бюретки 21 через отверстие 22 в крьппке 5 введен в заливочную полость

3 камеры 1.

Связанный с фиксатором стрелы про. 55 гиба регистратор выполнен в виде ЬСгенератора 23, электрически связанно го с электродом 15 и стаканом 16, 88 2 умножителя 24, резонатора 25, индикатора 26 тока, источника 27 опорного напряжения, компаратора 28, электронных часов 29 и блока 30 управления. Соединительные провода (не пока. заны)от винтов 14 и 17 подсоединены к входам ЬС-генератора 23, выход которого подсоединен к первому входу умножителя 24, источник 27 опорного напряжения подключен к пВрвому входу компаратора 28 и через индикатор 26 тока — к вторым входам умножителя 24 и компаратора 28, выход которого подсоединен к первому входу электронных часов 29, к второму входу которых подключен первый выход блока 30 управления, второй выход которого подсоединен к третьему входу LC-генератора 23, а выход умножителя 24 подключен к резонатору 25.

Устройство работает следующим образом.

На камеру 1 поверх рабочей полости 2 устанавливается образец 6, на который помещают диэлектрическую крышку 5, закрепляя его относительно камеры 1 при помощи болтов 7, затем на крышке 5 в полости цилиндрического электрода 15 закрепляют груз в виде стакана 11. Из бюретки 21 через отверстие 22 наполняют заливочную полость 3, а следовательно, и рабочую полость 2 камеры 1, агрессивной средой 4. После этого, нажатием на стержень 8, вводят в зацепление выступ 10 с выступом 9, при этом фиксирующие планки 13 опускаются вместе с основанием стержня 8 и освобождают стакан 11, который опускается вниз до соприкосновения с образцом 6.С блока 30 управления подается команда на запуск LC-генератора 23 и íà его выходе появляется синусоидальный сигнал (фиг,ЗБ), частота которого зависит от величины электрической емкости С между электродом 15 и стаканом 16. Этот сигнал поступает на вход умножителя 24 частоты и на его выходе появляется сигнал увеличенной в и раз частоты (фиг. 3В). С выхода умножителя 24 сигнал поступает на резонатор 25, который представляет собой, например, регулируемый колебательный контур. Настраивают резонатор 25 на частоту колебаний LC-генератора 23, при равенстве частот ток потребления умножнтеля ?4, поступающий от источника 27 опорного напряжения через индикатор 26 тока, мини1223088

40 мальный (фиг. ЗГ). Затем с блока 30 управления подается команда на запуск электронных часов 29.

По мере воздействия на образец 6 агрессивной среды 4 и под тяжестью груза образец 6 деформируется (прогибается), что приводит к перемещению стакана ll вниз. Электрическая емкость между электродом 15 и металлическим стаканом 16 изменится, так 10 как металлический стакан 11 экранирует площадь перекрытия между электродом 15 и стаканом 16, а следовательно, любое перемещение стакана 11 вверх или вниз ведет к изменению 15 электрической емкости между ними, что приводит к изменению частоты на выходе LC-генератора 23. На фиг.ЗА и ЗБ показан характер зависимости частоты LC-генератора 23 от абсолют- 20 ного значения емкости, иэ чего видно,- ° что любое увеличение или уменьшение емкости С„ приводит к изменению частоты генерации LC-генератора 23.

При этом возрастает ток потребления умножителя 24, что приводит к возрастанию напряжения на входе компаратора 28 (чем больше ток, проходящий через индикатор 26 тока, тем больше падение на нем напряжения, 30 следовательно, тем больший сигнал подается на вход компаратора 28).

По мере отклонения частоты LC-генератора 23 от начального значения увеличивается ток, протекающий через индикатор 26 тока (фиг. ЗГ). В случае, если величина тока достигнет значений, эквивалентных порогу срабатывания компаратора 28, он изменит свое состояние, что приведет к остановке электронных часов 29. Время, зафиксированное при этом на цифровом табло электронных часов 29, соответст вует времени t, перемещения стакана

11 на фиксированную величину, характеризующую стрелу прогиба образца 6 4 в агрессивной среде. Изменяя величину порога срабатывания компаратора 28, можно регулировать величину фиксированного перемещения стакана 11.

После этого ЬС-генератор 23 отключается, крышка 5 снимается, стакан 11 занимает исходное положение, образец 6 удаляется из устройства, и агрессивная среда 4 из полостей 2 и 3 сливается. Устройство вновь готово к работе. Аналогично описанйому устанавливается второй образец та. кого же полимерного материала, но полости 2 и 3 на этот раз заполняются дистиллированной водой. Определяют время t перемещения груза в ви в де стакана 11 на ту же самую фиксированную величину, характеризующую стрелу прогиба. После приведения устройства в исходное состояние определяют время t, за которое третий образец того же полимерного иатериала продеформируется на ту же фиксированную величину под действием того же самого груза, но в этом случае образец не контактирует с жидкими средами (полости 2 и 3 не заливаются жидкостью, а заполнены воздухом).

Способность материала противостоять воздействию механической нагрузки и химически. агрессивных сред

1 оценивают по коэффициентам 31 и 1 которые вычисляют по следующим зависимостям

J = - - - J ср ср

Кроме этого, для каждого полимерного материала по отношению к конкрет ной агрессивной среде определяют коэффициенты J< и J< при нормальных услоФ 4 виях и те же коэффициенты J„, J при повышенных и пониженных температу- рах (индекс + заменяется в каждом конкретнои случае абсолютным значением температуры). В этом случае предлагаемое устройство устанавливается в термостат (ввиду малости размеров устройство беэ регистратора входит в камеру термостата). Таким образом, образцы испытуемого полимерного материала подвергаются трем воздействиям: механическому, химическому и температурному.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания листовых материалов на прочность, содержащее испытательную камеру для закрепления в ней в-поперечном направлении испытуемого образца по его периметру, крышку камеры, установленные в ней нагружатель и фиксатор стрелы прогиба образца и связанный с фиксатором регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения испытаний полимерных материалов под действием агрессивной среды; крышка камеры выполнена из диэлект- рического материала, нагружатель выполнен в виде установленного вдоль оси камеры подпружиненного диэлектрическо1223088 ю У

1Z

Ф

7 го стержня,грузав видеохватывающего стержень металлического стакана,наруж ная поверхностькоторого предназначена для взаимодействия с образцом,диэлектричексой втулки,установленнойна внутренней поверхности стакана у его кромки, и шарнирно закрепленных на стержне фиксирующих стаканпланок,взаимодействующих сдиэлектрической втулкой, а фиксатор стрелыпрогиба выполнен ввиде установленного на крышке и охватывающего стакан полого цилиндрического электрода и коаксиально размещенного в полостистакана электродав видевторого стакана, охватывающего стержень и закрепленного на крышке, дно второго стакана взаимодействует с пружиной, а в его стенках выполнены .прорези для размещения фиксирующих планок.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что регистратор выполнен в виде LC-генератора, умножителя, резонатора, индикатора тока, источника опорного напряжения, компаратора, электронных часов и блока управления, выход LC-генератора подсоединен к первому входу умножителя, источник опорного напряжения подключен к первому входу компаратора и через индикатор тока к вторым входам умножителя и компаратора, выход которого подсоединен к первому входу электронных часов, к второму входу которых подключен первый выход блока управления, второй выход которого подсоединен к третьему входу LC-генератора, а выход умножителя подсоединен к резонатору.

1223088

Фиг. 8

Составитель Э.Карпиловская

Редактор Н.Рогулич Техред В.Кадар Корректор С.Шекмар

Заказ 1704/45 Тиран 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.укгород, ул.Проектная,4