Устройство для определения твердости материалов

 

Изобретение относится к исследованиям механических свойств материалов, в частности к определению твердости путем приложения одиночного ударного усилия. Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений за счет оценки твердости по экстремальному значению второй производной ударного ускорения бойка. Реализация такой оценки осуществляется устройством, содержащим в измерительном тракте два последовательно соединенных дифференциатора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ) 1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 С 01 N 3 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4321597/25-28 (22) 30.10.87 (46) 30,05 ° 89. Бюл, ¹ 20 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) М,Д.Дубина, И.Я,Завьялов, В.А.Клочко, В.А.Локшин, Е.Г.Ревков и О.Е.Тельнова (53) 620.178.!(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1221544, кл. G 01 N 3/48, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1252706, кл. С 01 N 3/48, 1984.

Изобретение относится к исследованиям механических свойств материалов, в частности к определению твердости путем приложения одиночного ударного усилия °

Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений.

На фиг.1 представлены графики изменения временных характеристик ударного ускорения и его производных, . на фиг.2 — блок- схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит направляющую трубку 1, боек 2 с индептором 3, пьезоакселерометр 4, закрепленный на бойке 2, соединенные последовательно согласующий усилитель 5, вход которого соединен с пьеэоакселерометром 4, фильтр 6 нижних частот, пер" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕР

ДОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к исследованиям механических свойств материалов, в частности к определению твердости путем приложения одиночного ударного усилия. Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений за счет оценки твердости по экстремальному значению второй производной ударного ускорения бойка. Реализация такой оценки осуществляется устройством, содержащим в измерительном тракте два последовательно соединенных дифференциатора, 2 ил. вый 7.и второй 8 дифференциаторы, пиковый детектор 9, аналого-цифровой преобразователь 10, дешифратор !1 и цифровой индикатор 12 и компаратор

13, вход которого соединен с выходом второго дифференциатора 8, а выход — с управляющим входом анал )гоцифрового преобразователя 10.

Устройство работает следующим образом.

При соударении бойка 2 с изделием пьезоакселерометр 4 вырабатывает сигнал, пропорциональный ударному ускорению. В процессе соударения под действием внедряющегося бойка 2 материал испытывает сначала упругие, а затем пластические деформации. Изменения механического напряженно-деформированного состояния материала в

1483328 зоне контакта вызывают изменения в характере силового,.взаимодействия бойка с материалом, которые приводят .к изменениям формы фронтов ударного импульса ускорения a(t) (фиг.l,а).

Изменение характера силового взаимодействия наиболее отчетливо проявляется на сигнале, пропорциональном ,второй производной от ударного уско;рения, которая имеет два ярко выраженных экстремума на этапе внедре.ния бойка в материал. Величины обеих экстремумов связаны линейной эави-! симостью с твердостью материаЛа

HD - К,1„° 1,» где К,(— коэффициент пропорциональности.

Для реализации описанной оценки твердости по параметрам импульса a(t) сигнал от пьезоакселерометра

4, пройдя через согласующий усилитель 5 и фильтр б нижних частот (фиг.l,а), в первом дифференциаторе 7 преобразуется в сигнал, пропорциональный резкости движения бойка при соударении (фиг.2,б). Второй диференциатор 8 вырабатывает сигнал, пропорциональный второй производной оТ ударного ускорения (фиг.2,в).

Экстремальное значение этого сигнала, связанное линейной зависимостью с твердостью материала, выделяется пиковым детектором 9 и подается на один из входов аналого-цифрового преобразователя 10, на управляющий вход которого поступает импульс напряжения от компаратора 13 в тот момент, когда напряжение сигнала второй производной от ускорения на входе компаратора 13 превысит установленное пороговое значение (фиг.2,г). Аналого5 цифровой преобразователь 10 преобразует сигнал с пикового детектора 9 в цифровой код, который, пройдя через дешифратор ll„ индицируется на цифровом индикаторе 12 в единицах твердости материала.

Формула изобретения

Устройство для определения твер15 дости материалов, содержащее направляющую трубку, боек с индентором, пьезоакселерометр,. закрепленный на бойке, соединенные последовательно согласующий усилитель, вход которого

2р .соединен с пьезоакселерометром,фильтр нижних частот и первый дифференциатор,. второй дифференциатор, пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь, сигнальный вход которого соединен с выхддом пикового детектора, компаратор и цифровой индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, оно

30 снабжено дешифратором, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход — с входом цифрового индикатора, вход второго дифференциатора соединен с выходом

35 первого дифференциатора, а выход— с входами пикового детектора и компаратора, выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя.

1483328

Составитель А.Паникленко

Техред Я. Дидык Корректор С ° Черни

Редактор А.Лежнина

Заказ 2820/40 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101