Устройство для определения физико-механических характеристик кожи и подобных ей мягких композитов

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля физико-механических характеристик кожи и подобных ей мягких композитов. Устройство содержит механизм зажима для фиксации материала, индентор для нагружения с возможностью измерения его перемещения и с записью информации в процессор. В индентор встроен датчик, чувствительный к спектру акустической эмиссии, генерируемой образцом вследствие изменения его деформационных характеристик. Механизм зажима выполнен в виде двух соосно установленных стаканов со встроенными нагревательными элементами с регулируемым диапазоном температур и датчиком для ее регистрации. Технический результат: расширение технологических возможностей устройства и повышение точности измерения. 2 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля физико-механических характеристик кожи и подобных ей мягких композитов.

Известно устройство (Зыбин Ю.П. и др. Материаловедение изделий из кожи. - М.: Легкая индустрия, 1968, с.27-64) для одноосного растяжения образца, позволяющее исследовать физико-механические свойства кожевенных материалов, в частности определять деформационные характеристики, деформацию и напряжение образца при разрыве.

Недостатком такого метода измерения являются трудоемкость и невозвратные потери материала, связанные с использованием разрушающего метода измерения и, соответственно, с невозможностью повторного исследования тех же образцов.

Известно устройство (А.С. СССР №1711027 A1, G01N 3/08, 1990 г.) для определения упругости и прочности пленочных и текстильных материалов, которое содержит механизм зажима в виде двух соосно установленных колец, индентор и датчик его перемещения.

Недостатком этого устройства является также разрушающий метод исследования прочностных свойств материалов.

Известно устройство (патент РФ №2210753 C1, 7 G01N 3/00, 2003 г. - прототип) для определения релаксационных свойств кожи и подобных ей материалов. Устройство содержит механизм зажима, индентор, систему нагружения, измерения перемещений индентора, преобразователь информации и процессор, наличие которых позволяет исследовать деформационно-релаксационные характеристики материалов без их разрушения.

К недостаткам этого устройства следует отнести ограниченные технологические возможности, связанные с невозможностью исследования необходимого диапазона деформационно-релаксационных характеристик кожеподобных материалов в требуемом диапазоне температурных воздействий на образец, непредсказуемую погрешность влияния тепловых полей окружающей среды на результаты исследований, а также определение прочности образца без разрушения.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства и повышение точности измерения за счет определения всего спектра деформационно-релаксационных характеристик кожи и подобных ей мягких композитов в требуемом диапазоне температурного воздействия с определением прочности без разрушения образца.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для определения физико-механических характеристик кожи и подобных ей мягких композитов содержит механизм зажима с двумя соосно установленными кольцами для фиксации материала, индентор для нагружения с возможностью измерения собственного перемещения и с записью информации в процессор, при этом в индентор встроен датчик, чувствительный к спектру акустической эмиссии, генерируемой образцом вследствие изменения его деформационных характеристик, а соосно установленные зажимные кольца в виде двух стаканов выполнены со встроенными нагревательными элементами с регулируемым диапазоном температур и датчиком для ее регистрации.

Введение в устройство совокупности отличительных элементов позволяет обеспечивать определение физико-механических характеристик кожи и подобных ей мягких композитов в расширенном диапазоне температурного воздействия с повышенной точностью, определять прочность без разрушения образца в автоматизированном режиме, сохранив при этом все возможности прототипа.

Сущность устройства поясняется на фиг.1 и 2. На фиг.1 представлена структурно-кинематическая схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - фотография общего вида устройства.

Устройство состоит из верхнего опорного стакана 1, нижнего зажимного стакана 2, регулятора его положения относительно толкателя 3 с помощью пары винт-гайка 4. Зажимной механизм состоит из рукоятки 5, жестко связанной с эксцентриком 6. На инденторе 7 закреплен сферический наконечник 8 со встроенным в нем датчиком акустической эмиссии 9. На верхней части закреплен электромагнит 10, обеспечивающий его возврат и фиксацию в исходном положении, а также бесконтактный индуктивный датчик 11, преобразующий перемещение индентора в электрический сигнал. Индентор связан с двуплечим рычагом 12, на одном конце которого закреплен груз 13. Другой конец рычага 12 подвижно закреплен относительно ползуна 14. Механизм фиксации индентора состоит из фиксатора 15, упора 16, связанного подвижно посредством стержня 17 с кулисой 18 и рукояткой 19.

Для усиления, преобразования и записи информации устройство содержит усилитель 20, контроллер 21 и процессор 22.

В вернем 1 и нижнем 2 зажимных стаканах установлены электронагреватели (ТЭНы) 23 с датчиком 24 и регулятором температуры 25 для обеспечения в зоне исследования заданной температуры.

Устройство работает следующим образом. Испытуемый образец 26 устанавливают между верхним 1 и нижним 2 стаканами и фиксируют посредством поворота эксцентрика 6 рычагом 5. Регулировка положения нижнего стакана 2 осуществляется с помощью поворота гайки на передаче винт-гайка 4. С помощью блока управления 25 электрическое напряжение подается на ТЭНы 23, и тем самым создается температура в пространстве между образцом и стаканами, необходимая при проведении испытаний. Значение температуры регистрируется датчиком 24. При повороте рукоятки 19 и соответственно кулисы 18 перемещается стержень 17, и упор 16 выходит из зацепления с фиксатором 15. Индентор 7 опускается вниз под действием груза 13, расположенного на двуплечем рычаге 12. Происходит деформация образца, и датчик акустической эмиссии 9 фиксирует звуковые колебания, а бесконтактный индуктивный датчик 11 - величину перемещений индентора 7. Информация о параметрах акустической эмиссии и перемещениях идентора через контроллер 21 передается в процессор 22. После окончания программы исследования физико-механических характеристик кожи и подобных ей мягких композитов индентор 7 с помощью электромагнита 10 возвращается в исходное состояние, и его положение при повороте рукоятки 19 закрепляется фиксатором 15 посредством упора 16.

Определение прочности испытуемого образца без его разрушения осуществляется за счет ее прогнозирования по тарировочным спектрам акустической эмиссии, предварительно устанавливаемым в качестве эталонных значений для каждого отдельного вида кожи и подобных ей мягких композитов.

Расчетной формулой для таких измерений может являться распределение Седракяна (Применение метода акустической эмиссии для определения предельных деформаций // А.Р.Соколовский, Е.А.Кирсанова, А.П.Жихарев, И.Ю.Соколовская / Кожевенно-обувная промышленность. - №4. - 2008. - с.36-35):

где εI - предельная деформация испытуемого образца;

εЭТ - предельная деформация эталона;

NЭТ - суммарный счет импульсов акустической эмиссии при деформации эталона;

NI - суммарный счет импульсов акустической эмиссии при деформации образца;

mI, γI, mЭТ, γЭТ - параметры распределения для испытуемого образца и эталона;

Nε - суммарный счет импульсов акустической эмиссии при предельной деформации эталона;

k - коэффициент, учитывающий соотношение объемов испытуемого образца и эталона.

Использование предлагаемого устройства позволит исключить потери натуральной кожи и подобных ей мягких композитов, расходуемых на проведение физико-механических испытаний и, в частности, для определения прочности, а также сократить потери материалов при неправильном назначении температурных параметров технологических операций.

Устройство для определения физико-механических характеристик кожи и подобных ей мягких композитов, содержащее механизм зажима для фиксации материала, индентор для нагружения и возможностью измерения его перемещения и с записью информации в процессор, отличающееся тем, что в индентор встроен датчик, чувствительный к спектру акустической эмиссии, генерируемой образцом вследствие изменения его деформационных характеристик, а механизм зажима в виде двух соосно установленных стаканов выполнен со встроенными нагревательными элементами с регулируемым диапазоном температур и датчиком для ее регистрации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу оценки влияния нанокомпонентов на санитарно-химические свойства полимерных материалов заключается в газохроматографическом анализе летучих органических соединений из газовых проб, отобранных из камеры при тестировании образцов полимерных материалов с модифицирующими минеральными добавками.
Изобретение относится к легкой промышленности. .
Изобретение относится к способу создания хрупкого покрытия на поверхности изделий из светостабилизированного полиэтилена для экспериментального исследования напряженного состояния изделий методом хрупких покрытий.

Изобретение относится к кожевенной промышленности. .

Изобретение относится к анализу технического углерода (сажи) и может быть использовано при разработке технологии получения новых марок сажи для резин. .

Изобретение относится к области исследований или анализа защитных свойств материалов лицевых частей противогазов при воздействии на них капель , '-дихлордиэтилсульфида (ДДС) путем использования его имитатора - бутил- -хлорэтилсульфида (БХЭС) в качестве вещества, моделирующего проникающую способность иприта.

Изобретение относится к способу измерения совокупности технологических параметров химического процесса, осуществляемого в химическом реакторе. .

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и предназначено для одновременного определения стойкости против разрушения по максимальной неразрушающей нагрузке L0 , а также против ползучести изделий из относительно хрупких материалов, находящихся в контакте с поверхностно-активными веществами (ПАВ), в частности из бетона, туфа и других пористых строительных материалов, контактирующих с водой.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и диагностики металлических деталей и конструкций методом акустической эмиссии и может быть использовано для прогнозирования остаточного ресурса изделий или времени эксплуатации при периодической диагностике их технического состояния.

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля прочности и предназначено для диагностики состояния металлоконструкций подъемно-транспортных машин.

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля прочности и предназначено для определения предела прочности материала испытуемых изделий, может быть применено для обнаружения дефектов материала сосудов давления, трубопроводов и деталей машин.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества сварных швов в процессе сварки методом акустической эмиссии.
Изобретение относится к неразрушающему методу контроля степени износа тележки железнодорожного вагона. .
Изобретение относится к неразрушающему методу контроля железнодорожного пути. .

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для диагностики сосудов, работающих под давлением, методом акустической эмиссии. .

Изобретение относится к акустико-эмиссионной диагностике материалов и конструкций и может быть использовано для линейной локации источников акустической эмиссии (АЭ) с применением одного приемника и повышения достоверности при определении местоположения источников сигналов АЭ при применении известных методов линейной, плоскостной и объемной локации.

Изобретение относится к диагностике поверхности катания колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта и метрополитена

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля физико-механических характеристик кожи и подобных ей мягких композитов

Наверх