Устройство для измерения поперечной деформации образцов

 

Изобретение относится к механическим средствам измерения деформаций и может быть использовано при измерении поперечной деформации сжа- .тия цилиндрических образцов при ползучести под нагрузкой. Цель изобретения - измерение также и козффициента Пуассона образца, что достигается введением упругой балки 3 со стрелкой 4 на одном конце, предназначенной для закрепления другим концом на пуансоне 5 пресса и взаимодействующей в средней части в точке 11 с .одним из концов ленточной пружины 2, шкалы 6 предназначенной для закрепления на пуансоне 5 против стрелки 4, и груза 7, соединенного со свободным концом балки 3 посредством гибкой тяги 8, вследствие чего появляется возможность непосредственного измерения величины , пропорциональной кубу высоты образца 9 и входящей в расчетную формулу для измерения козффициента Пуассона . При сжатии образца 9 между пуансонами 5 и 10 ленточные пружины 2 выпрямляются и перемещают гибкую ленту 1 на линию наибольшего диаметра образца 9, а точка 11 защемления скользит по балке 3, изменяя ее длину 1, а следовательно, и прогиб, регистрируемый по шкале 6. Стрелка 4 показывает величину, пропорциональную кубу высоты образца. Продольная и поперечная деформации измеряются соответственно датчиком продольной деформации и гибкой лентой 1. Устройство повышает точность измерения коэффициента Пуассона благодаря учету изменения формы и объема образца. 1 ил. . (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 В 5 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 630520 (21) 4055481/25-28 (22) 15.04.86 (46) 30,12.87. Бюл, Ф 48 (71) Днепропетровский инженерностроительный институт (72) Л.М. Бойко, Б.Н. Дикарев, В.Г. Козубов и Н.В. Шпирько (53) 531. 781. 2(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 630520, кл. С 01 В 5/30, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к механическим средствам измерения деформаций и может быть использовано при измерении поперечной деформации сжа.тия цилиндрических образцов при полэучести под нагрузкой. Цель изобретения — измерение также и коэффициента

Пуассона образца, что достигается введением упругой балки 3 со стрелкой 4 на одном конце, предназначенной для закрепления другим концом на пуансоне 5 пресса и взаимодействующей

s средней части в точке 11 с одним из концов ленточной пружины 2, шкалы 6 предназначенной для закрепления на пуансоне 5 против стрелки 4, и груза

7, соединенного со свободным концом балки 3 посредством гибкой тяги 8, вследствие чего появляется возможность непосредственного измерения величины, пропорциональной кубу высоты образца 9 и входящей в расчетную формулу для измерения коэффициента Пуассона. При сжатии образца 9 между пуансонами 5 и 10 ленточные пружины 2 выпрямляются и перемещают гибкую ленту

1 на линию наибольшего диаметра образца 9, а точка 11 эащемления скользит по балке 3, изменяя ее длину 1, а следовательно, и прогиб, регистрируе- Ж мый по шкале 6. Стрелка 4 показывает ру величину, пропорциональную кубу высоты образца. Продольная и поперечная С, „ деформации измеряются соответственно датчиком продольной деформации и гиб- .ф кой лентой 1. Устройство повышает точность измерения коэффициента Пуассона благодаря учету изменения формы и объема образца. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, может бЫть использовано для исследования образцов, имеющих цилиндрическую форму и высокую деформативность при ползучести под постоянной нагрузкой и является усовершенствованием известного устройства по основному авт.св. N 630520.

По основному авт.св. Ф 630520, известно устройство для измерения поперечной деформации образцов, содержащее охватывающую образец по диаметру гибкую ленту, соединенную с пружинным натяжным механизмом, с закрепленными на ней ленточными пружинами, каждая из которых состоит иэ двух профильных элементов. При сжатии образца цилиндрической формы элементы ленточных пружин перемещают гибкую измерительную ленту в положение, соответствующее максимальному диаметру поперечного сечения (на середину высоты деформированного образца). Это устройство может служить также и для измерения коэффициента Пуассона, будучи дополнительно датчиком продольной деформации.

Однако данное устройство характеризуется недостаточной точностью измерения коэффициента Пуассона, так как не учитывается .изменение объема исследуемого образца при его деформировании и последующей ползучести.

Существование релаксационных процессов в материале образца приводит к изменению его объема при деформировании, за счет чего возникает необходимость измерения не только линейных деформаций образца, но и более высоких степеней этих величин.

Цель изобретения — измерение также и коэффициента Пуассона цилиндрических образцов с учетом изменения объема образца в процессе ползучести.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены упругая балка со стрелкой на одном конце, предназначенная для закрепления другим концом на пуансоне пресса и взаимодействующая в средней части с одним иэ концов ленточной пружины, шкала, предназначенная для закрепления на пуансоне пресса против стрелки, и груз, соединенный со свободным концом балки посредством гибкой тяги, вследствие чего появляется возможность непосредственного измерения величины, пропорциональной кубу вы1362915 г соты образца и входящей в расчетную формулу для измерения коэффициента

Пуассона.

На чертеже представлено устройство для измерения поперечной деформации, установленное на образец, зажатый между пуансонами пресса.

Устройство для измерения попереч1р ной деформации образцов содержит гибкую ленту 1, соединенную с пружинным натяжным механизмом (не показан), закрепленные на гибкой ленте 1 ленточные пружины 2, состоящие из двух одинаковых профильных элементов, упругую балку 3 со стрелкой 4 на одном конце, предназначенную для установки между верхним пуансоном 5 пресса и взаимодействующую в средней час20 ти с одним из концов ленточной пружины 2, шкалу 6, предназначенную для закрепления на верхнем пуансоне 5 пресса против стрелки 4, и груз 7, соединенный со свободным концом

2Á балки 3 посредством гибкой тяги 6.

Образец 9 устанавливается между верхним и нижним пуансонами 5 и 10 пресса.

Устройство работает следующим об30 разом.

Исследуемый образец 9 помещают между пуансонами 5 и 10, охватывают по диаметру гибкой лентой 1, соединенной с пружинным натяжным механизмом, верхний край профильного элемента ленточной пружины 2 устанавливают в точке 11 контакта с упругой балкой 3, стрелка 4 при этом указывает на шкале 6 деление, которое

40 в дальнейшем принимают за начало отсчета. Между пуансонами 5 и 10 устанавливают также датчик продольной деформации (не показан). Образец 9 подвергают одноосному сжатию. При

45 этом ленточные пружины 2 выпрямляются и перемещают гибкую ленту 1 на линию наибольшего диаметра образца 9, а точка 11 защемления упругой балки

3 скользит по последней, изменяя ее

5О длину (на чертеже это соответствует смещению точки 11 вправо по балке 3).

Прогиб балки при новой длине, соответствующей расположению точки 11, отмечают по шкале 6 стрелкой 4. В

55 Результате при фиксированном усилии сжатия определяют изохронные значения максимального диаметра и высоты

h образца, а также значение высоты в третьей степени (h ).

1362915

p = 0,5 (1 - — — )э

h, dV

1 о где п„Ч вЂ” высота и объем недеформированного образца со- 10 ответственно.

Принимая, что деформирование боковой поверхности образца состоит в выпучивании замкнутой цилиндрической 15 оболочки, сжатой вдоль образующих усилиями, равномерно распределенными по дуговой кромке, можно формулу (1) преобразовать к виду

Формула изобретения

), (2) Устройство для измерения попереч4г дr

=05 (11 ь г ной деформации образцов по авт.св.

Ф 630520, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения на цилинд25 рических образцах также и коэффициента Пуассона, оно снабжено упругой балкой со стрелкой на одном конце, предназначенной для закрепления другим концом на пуансоне пресса и вэаи30 модействующей в средней части с одним из концов ленточной пружины, шкалой, предназначенной для закрепления на пуансоне пресса против стрелки, и грузом, соединенным со свободным концом балки посредством гибкой тяги.

Составитель Н. Тимошенко

Техред Л.Олийнык, Редактор М. Петрова

Корректор М. Демчик

Заказ 6354/26 Тираж 677

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно- .полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Для вычисления коэффициента Пуассона (Ш ) с учетом изменения объема цилиндрического образца используется формула где r, — радиус основания образца;

h â€, высота; гмине го (r — радиус наибольшего сечения).

Иэ формулы (2) видно, что для определения необходимо иэохронно измерять величины h, Ьг, h . Если для измерения высоты образца использовать только датчик продольной деформации с последующим возведением h в третью степень, то относительная ошибка определения ц в три раза больше, чем при непосредственном измерении Ьэ.

В данном устройстве при определенных соотношениях между величинами h 1 и длины 1. профильного элемента ленточной пружины 2, а также жесткости балки 3 и массы груза 7 упругая балка, взаимодействующая в средней части с одним из концов ленточной пружины, дает воэможность непосредственно измерять величину, пропорциональную

11э

Предлагаемое устройство позволяет измерять коэффициент Пуассона р на цилиндрических образцах при ползучести с учетом изменения формы и объема образца, что повышает точность определения этого коэффициента.