Устройство для измерения поперечных деформаций

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения поперечных деформаций образцов анизотропных материалов. Цель изобретения - повышение точности при снятии азимутальной зависимости поперечных деформаций анизотропных материалов. Тензометр содержит цилиндрический корпус 1, две пары опор - рабочие 2,3 и установочные 5,7, причем опора 2 ножевая, опора 3 роликовая, опора 5 соединена резьбой с корпусом 1 и имеет шарнирную головку 6 с V-образным пазом. Опора 3 предназначена для фиксирования рабочего положения тензометра и уравновешивания датчика 9 перемещений. Резиновые кольца 10 прижимают корпус 1 к образцу 11. Для задания угла поворота при измерениях служит шкала 12 с основанием 13. Для стабилизации корпуса 1 в плоскости измерений во время поворота применен стержень 15, связывающий шкалу 12 с пазом 16 на боковой поверхности корпуса 1. В тензометре разделены фазы измерения и поворота за счет применения установочных опор 5,7. 5 ил.

„„SU, 504486 A 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК

Пц 4 С 01 В 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

°

° °

°

МЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 иэОБРетенияч и ОТНРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4368086/25-28 (22) 26.01.88 (46) 30.08.89. Бюл. Ф 32 (72) А.П.Андреев, А.И.Епишин и Д.Е.Иванов (53) 531 ° 781.2(088.8) (56) Экстенэометры фирмы SCHENCK, ФРГ, 1983 тип PSQ, рекламный проспект (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ (57) Изобретение относится.к измерительной технике, а именно к.устройстsaM для измерения поперечных деформаций образцов аниэотропных материалов. Цель изобретения - повышение точности при снятии аэимутальной зависимости поперечных деформаций анизотропных материалов. Тензометр со1 дермит цилиндрический корпус 1, две пары опор — рабочие 2,3 и установочные 5,7, причем опора 2 ногтевая, опора 3 роликовая, опора 5 соединена резьбой с корпусом 1 и имеет шарнирную головку 6 с V-образным пазом.

Опора 3 предназначена для фиксирования рабочего положения тензометра и уравновешивания датчика 9 перемещений. Резиновые кольца 10 при кимают корпус 1 к образцу 11. Для задания угла поворота при измерениях слупит шкала 12 с основанием 13. Для стабилизации корпуса 1 в плоскости измерений во время поворота применен стержекь 15, связывающий шкалу 12 с пазом 16 на боковой поверхности корпу» са 1. В тензометре разделены фазы измерения и поворота за счет применения установочных опор 5,7. 5 ил.

3 150448

Устройство относится к измерительной технике и мощет быть использовано для измерения аэимутальной зависимости поперечных деформаций внизотропных материалов, Пель изобретения - повышение точности при снятии азимутвльной зависимости поперечных деформаций анизотропных материалов. l0

На фиг. 1 изобракено устройство при измерениях, общий вид; на фиг.2 -, разрез А-А на фиг.1; на фиг ° 3 - yas-. рез В-В на фиг,1; на фиг.4 - разрез

В-В на фиг.1; на фиг. 5 - устройство 15 при установке на образец, общий вид., Тензометр поперечных деформаций анизотропных материалов содеркит цилиндрический пустотелый корпус 1, рабочую опору 2 с нолевой кромкой и 20 рабочую опору 3 с роликом 4. Радиусы закругления ножевой кромки опоры 2 -

r ролика 4 — К выбираются исходя из диаметра образца и его твердости по нижеприведенным формулам. Так, напри-,25 мер, для вниэотропного сплава ЖС6ФМ имеет HB=420 и для образца диаметром

10 мм получим г/О/ЙВ= Д О/420=0,15 ии, 30

К10 /г =4 мм.

Установочная опора 5 соединена с корпусом 1 при помощи:резьбы и имеет шарнирно связанную с ней Ч"обраэйую головку 6. Вторая установочная опора 35

7 с упругой прокладкой 8 по поверхности V-образного паза (для предот" вращения заклинивания при повороте) крепится в корпусе 1 противоположно опоре 5. Датчик 9 перемещений уста- . 40 новлен в корпусе 1 противоположно опоре 2, Резиновые кольца 10 прижимают корпус 1 через рабочие опоры 2н 3 к телу образца 11. Поворотная шкала

12 связана через основание 13 с нера- 45 бочей частью образца 11. Кольцо 14 препятствует осевому перемещению шкалы 12 так, что онв имеет воэможность только вращаться вокруг оси образ==. цв 11. Один конец втераня 15 жестко связан со шкалой 12, второй размещен по скользящей посадке в пазу 16 на корпусе 1 устройства. Стопорный винт

17 размещен нв боковой поверхности паза 16. Стопорный винт 18 слу кит для5 фиксации шкалы 12 относительно основания 13. Опоры 2,3 и 7 выдвижные и крепятся в корпусе стопорными винтами 19. Для коаксивльной установки

6 4 тенэометра на образец применяют установочные полукольца 20, которые имеют шаблонный выступ 21 для установки требуемого зазора между рабочими опорами 2,3 и телом образца 11. .Выступы 22 «в корпусе 1 слуаат для крепления резиновых колец 10.

Тензометр поперечных деформаций анизотропных материалов раббтает следующим образом.

Опоры 2,3 и резиновые кольца 10 совместно с корпусом 1 создают аесткую систему, уравновешивающую датчик

9 перемещений и процессе испытаний, Поскольку опора 2 ноаевая, а датчик

9 располоаеы диаметрально противополомано ей, изменение деформации происходит в этом сечении. Опора 3 поддер-. кивает через ролик 4 корпус 1 с датчиком 9 в заданном полохении в процессе испытаний и позволяет образцу

11 проскальзывать в этом месте при его удлинении, не внося погрешности в измерения датчика 9. В процессе эвмерв поперечного суаения образца

11 установочные опоры 5 и 7 рвсполопены с зазором относительно образца 11, стопор и винт 17 отпущен и стераень 15, будучи связанным с пазом 16 по скользящей посадке, позволяет корпусу 1 перемещаться вдоль оси образца 11. В то ае время стопорный винт 18 закат и шкала 12 хестко связана с образцом 11. За счет плотного контакта стерлая 15 с боковыми поверхностями паза 16 корпус 1 зафиксирован от поворота вокруг оси образца 11. Таким образом, весь тенэометр удерживается на образце 11 в плоскости оси опоры 2 и датчика 9 н при растяаенин образца 11 свободно скользит вдоль осн последнего, но не может повернуться, будучи постоянно связан со шкалой 12 через стержень 15. Это свойство гарантирует постоянное положение корпуса 1 в первоначально заданной плоскости измерений, à со» ответственно, н нх точность. При необходимости измерения в другом продольном сечении беэ перестановки датчика его явобхощщо повернуть на заданный угол откаМтельно первоначальной или нулевой линии измерения.

Для этого вращает опору 5, вкручивая ее в корпус 1 по резьбе, Прн этом головка с Ч-образным пазом 6 упирается в тело образца 11 и рабочие опоры 2, 3 отходят от образца ° Вращение

486 Ь тановочных полукольца 20 t ныступами 21. Перед установкой все опоры 2, Э, 5 и 7 и датчик 9 ныстанляются эа- . подлицо с внутренней поверхностью корпуса 1.. Образец 11 закручивается ! до упора в основание 13. Затем последовательно одевают на образец: пер, вое резиновое кольцо 10, корпус 1 с опорами 2,3,5,7 и датчиком 9, затем второе кольцо 10. Кольцо 10 одевают на выступы 22 на корпусе 1. Закручивают опору 5 до соприкосновения ее шарнирной головки 6 с образцом tt u далев до визуального совмещения оси корпуса 1 с осью обраэца 11. Вставляют полукольца 20 со стороны рабочих опор 2,3 и выворачивают опору 5, Теперь образец опирается на полукольца 20, иэготонленные так, чтобы при этом оси корпуса 1 и образца 11 совпадали, Далее задвигают рабочие опоры 2 и 3 до соприкосновения с выступами 21 на полукольцах 20 и фик,сируют их стопорными винтами 19. Вторая Установочная опора 7 задвигается дЬ соприкосновения упругой про-, кладки 8 с образцом 11 и так.же фиксируется винтом t9. Немного довернув опору 5, вынимаем полукольца 20. Теперь осталось зажать стопорный винт

18 и вывернуть. опору 5, корпус 1 при этом ляжет на образец 11 рабочими опорами 2 и 3, после чего устройство готово к измерениям.

Экономический эффект может быть получен эа счет примерелия тепзометра при исследовании механических свойств аниэотропных материалов. Применение предложенного устройства позволяет повысить точность и разрешающую способность прибора до + 0,2 икм, вместо 1 мкм у прототипа, а применение узла отсчета углов расширить технологические воэможности за счет измерения угла поворота тепэометра относительно выбранной нулевой линии, Дополнительный эффект получается эа счет повьппения точности иэмерения путем стабилизации тензометра относительно плоскости измерения при повороте устройства при помощи связи шкалы и корпуса стержнем,параллельным оси образца. Окончательно эффект может быть получен за счет более оптимального проектирования конструкций из анизотропных материалов с учетом всех полученных характеристик ло необходимым осям аниэотропин, что осо5 1504 продолжаем, пока образец 11 не коснется упругой прокладки 8 по поверхности Ч.-образного паза на второй ус-: тановочной опоре 7. Таким образом, образец 11 оказывается сцентрирован-. ным Ч-образными пазами установочных опор 4 и 7, корпус 1 - соосным образцу 11, а рабочие опоры 2,3 - отведенными от образца 11. В процессе отве- 1П дения за счет постоянного контакта корпуса 1 с образцом 11 через опору

5 и резиновые кольца 10 устройство сохраняет первоначальное положение в поперечной плоскости предыдущего. измерения, а эа счет постоянного контакта стержня 15 с пазом 16 тенэоментр не уходит иэ продольной плоскости измерений. Для сохранения этого положения в процессе поворота на выбранный угол (предотвращение сполэнания) необходимо эафиксироватЬ стержень. 15 в пазу 16 корпуса 1 прижимным винтом 17 ° По- сле этого освобождаем винт 18 и по- 25 ворачиваем шкалу 12 совместно с корпусом 1 на требуемый угол. Прокладка 8 необходима для предотвращения, заклинивания тенэометра при повороте вокруг образца. После поворота теиэо- 30 метра освобожпаем винт 17 и выворачиваем подвижную опору 5 из корпуса 1 до соприкосновения рабочих опор 2,3 с телом образца 11. Таким образом, нагружая аниэотропный образец в упругой области, можно построить диаграм35 му поперечных деформаций по его различным сечениям, а, используя одновременно датчик продольных удлинений образца, можем получить зависимость . коэффициента Пуассона по всему периметру поперечного сечения образца 11.

Точность полученной кривой будет зависеть от точности единичного замера (ндоль одной оси) и обеспечивается 45 в предлагаемом устройстве эа счет примеиения высокоточных индукционных измерителей перемещения с системой их уравновешивания н виде ноженой и роликовой опоры с одной стороны об- 50 разца, и эа счет корректного сопряжения точек замера на кривой благодаря системе стабилизации корпуса тензометра при повороте в процессе всего измерения, выполненной в виде связи корпуса t со шкалой 12 через жестКий стержень 15 и паз 16.

Для коаксиальной установки тензометра на образец применяются два ус7 1504486 бенно существенно для монокристаллических сплавов.

Л-Л

Маг.,7 формула изобретения

Устройство для измерения попереч ных деформаций, содераащее тензометр для измерения поперечных деформаций, включакщий корпус и средства его установки на оси образца, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью. повыше ния точности при снятии аэимутальной зависимости .поперечных деформаций аниэотропных материалов, в корпусе тензометра выполнен паэ, располоаенный в радиальной плоскости, проходящей через ocb образца, а устройство снабжено средством измерения углов поворота теизометра вокруг оси образца, выполненным в виде поворотной шкалы и основания, эакрецляемого на образце, и стерзаем, один конец которо-. го жестко закреплен на поворотной шкале, а другой помещен в паз корпуса.

150448б

Составитель В. Савичев

Редактор А.Долмнич Техред Корректор в,1 абацим .

Закаэ 5239/40 Тирам 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретенмви и открмтмни рн ГМНТ СССР

113035 Хосква, Ж-35, Раумскы наб., д. 4/5

Производственно-мэдателвскмй комбммат "Патент", r. Уагород, ул. Гагарина, 101