Датчик упругих деформаций сжатия образца

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании образцов материалов на сжатие в широком диапазоне измеряемых деформаций. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика для измерения также и пластических деформаций, что достигается введением дополнительного изогнутого под дуге окружности упругого элемента 5 с упругими шарнирами 6 и 7 на концах, закрепленного с их помощью в средней части упругой балки 1 со стороны, противоположной тензорезистору 2, и выполнением радиуса кривизны дополнительного упругого элемента 5, равным радиусу кривизны упругой балки при измерении деформации, соответствующей пределу пропорциональности материала образца 8. Датчик закрепляют с помощью скоб 3 и 4 на образце. При сжатии в упругой области дополнительный упругий элемент 5 работает на изгиб, вследствие чего его влияние на жесткость упругой балки незначительно. При переходе за предел пропорциональности в область пластических деформаций дополнительный упругий элемент 5 совмещается с поверхностью балки и работает на растяжение, увеличивая жесткость балки в ее средней части, что дает возможность измерять большие перемещения концов балки при малых приращениях деформации тензорезистора 2. Датчик позволяет упростить и ускорить экспериментальное исследование образцов в широком диапазоне нагрузок и деформаций. 1 ил.

СВОЗ СОВЕТСНИХ социАлистичЕсних

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 В 5/30

"л Pp: qå ð

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4347350/25-28 (22) 21. 12. 87 (46) 30.07. 89. Бюл. Р 28 (71 ) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Ю.М.Карташов, IO.Ä.Èàçóð-Джуриловский и М.А.Малык (53) 531.781.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 855376, кл. G 01 В 5/30, 1981, Авторское свидетельство СССР

Р 989311, кл. G 01 В 5/30, 1983.. SU„„3497446 А 1

2 (54) ДАТЧИК УПРУГИХ ДЕФ0РМАЦHA

ОБРАЗЦА (5?) Изобретение относится к измерительной технике -и может быть использовано при испытании образцов материалов на сжатие в широком диапазоне измеряемых деформаций. Цель изобрете ния — расширение функциональных возможностей датчика для измерения такI же и пластических деформаций, что достигается введением дополнительного изогнутого по дуге окружности упругого элемента 5 с упругими

149744 6 сткость упругой балки незначительно.

При переходе эа предел пропорциональности в область пластически деформаций дополнительный упругий элемент 5 совмещается с поверхностью балки и работает на растяжение, увеличивая жесткость балки в ее средней части, что дает возможность измерять больI0 шие перемещения концов балки при малых приращениях деформации тензорезистора 2. Датчик позволяет упростить и ускорить экспериментальное,исследование образцов в широком диапазоне нагрузок и деформаций. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании образцов материалов на сжатие в широком диапазоне и змеряемых деформаций. 25

Целью изобретения явлнется расширение функпиональных возможностей датчика для измерения также и пластических деформаций, что достигается введением дополнительного изогну- 3О того по дуге окружности упругого элемента с упругими шарнирами на концах, закрепленного с их помощью в средней части балки со стороны, противоположной тенэорезистору, и выполнением радиуса кривизны дополнительного упругого элемента, равного радиусу кривизны балки при измерении деформации, соответствующей пределу пропорциональности материала образца.gg

На чертеже представлен датчик упругих деформаций сжатия образца, оЬщий вид.

Датчик упругих деформаций сжатия образца при одноосном нагружении содержит упругую балку 1, тензорезистор

2, закрепленный на боковой поверхности упругой балки 1 в средней ее части, две скобы 3 и 4, каждан из которых средней частью соединена с одним из концов упругой балки 1, и дополнительный изогнутый по дуге окружности упругий элемент 5 с упругими шарнирами 6 и 7 на концах, закрепленный с их помощью в средней части упругой балки 1 со стороны, противоположной тензореэистору 2. Упругие шарниры 6 и 7 могут быть выполнены, например, в виде двух поперечных кашарнирами 6 и 7 на концах, закреплен— ного с их помощью в средней части упругой балки 1 со стороны, противоположной тензорезистору 2, и выполнением радиуса кривизны дополнительного упругого элемента 5, равным радиусу кривизны упругой балки 1 при измерении деформации, соответствующей пределу пропорциональности материала образца 8, Датчик закрепляют с помощью скоб Э и 4 на образце. При сжатии в упругой области дополнительный упругий элемент 5 работает на изгиб, вследствие чего его влияние на женавок на дополнительном упругом элементе 5. Радиус кривизны дополнительного упругого элемента 5 выполнен равным радиусу кривизны упругой

Ьалки 1 при измерении деформации, соответствующей пределу пропорцио-. нальности материала образца. Для выполнения этого условия датчик изготавливают, например, .следующим образом.

Нагружают упругую балку 1 с тензорезистором 2 до получения продольной деформации концов упругой балки 1, соответствующей пределу пропорциональности материала образца, контролируют радиус кривизны, и на оправке соответствующего радиуса пло .но прижимают ко всей поверхности упругой балки 1 дополнительный упругий элемент 5. Б этом положении концы упругого элемента 5, расположенные за упругими шарнирами 6 и 7, закрепляют на упругой Ьалке 1, например, с помощью пайки. При выпрямлении упругой балки 1 дополнительный упругий элемент 5 имеет радиус криви"-,ны, приблизительно равный радиусу кривизны упругой балки 1 в момент ее нахождения на оправке, Датчик упругих деформаций сжатия оЬразца работает следующим образом.

Датчик упругих деформаций сжатия закрепляют с помощью скоб 3 и 4 на цилиндрической поверхности образца 8.

При этом упругая балка 1 сохраняет прямолинейность продольной ос.и. При нагружении образца 8 в области упругих деформаций упругая балка 1 изгибается в средней части, так же, как

14 97446 чиком можно контролировать с требуемой точностью и упругие и пластические деформации.

Формула изобретения

Составитель Н.Тимошенко

Техред М.Ходанич Корректор C.lilexMap

Редактор Н. Горват

Заказ 4429/41 Тираж 683 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.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101 дополнительный упругий элемент 5.

Однако в данном случае дополнительный упругий элемент 5 работает на изгиб, вследствие чего его влияние на жесткость упругой балки 1 незначительно, и сигнал с тензорезистора

2 определяется только геометрическими параметрами упругой балки 1. При переходе за предел пропорциональности 10 в область пластических деформаций материала образца 8 дополнительный упругий элемент 5 совмещается с поверхностью упругой балки 1 и работает на растяжение, увеличивая жесткость 15 упругой балки 1 в средней ее части, что дает возможность измерять большие перемещения концов упругой балки 1 при малых приращениях деформации тензорезистора 2. Поэтому широкому 20 диапазону пластических деформаций образца 8 соответствует существенно узкая зона приращений сопротивления тензорезистора 2 на конце градуировочной характеристики датчика. 25

Датчик позволяет упростить и ускорить экспериментальное исследование образцов в широком диапазоне нагрузок и деформаций, так как одним дат- 30

Датчик упругих деформаций сжатия образца, содержащий упругую балку, тензорезистор, закрепленный на боковой поверхности упругой балки в ее средней части, и две скобы, кажцая из которых средней частью соединена с одним из концов упругой балки, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика для измерения также и пластических деформаций образ-ца, он снабжен дополнительным изогнутым по дуге окружности упругим элементом с упругими шарнирами на концах, закрепленным с их помощью в средней части упругой балки со стороны, противоположной тензорезистору, а радиус кривизны дополнительного упругого элемента. выполнен равным радиусу кривизны упругой балки при измерении деформации, соответствующей пределу пропорциональности материала образца.