Способ определения скорости роста трещины в образце и устройство для этого

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при исследовании процессов разрушения материалов с образованием трещин. Сущность: измеряют начальную длину трещины. В процессе испытаний замеряют мощность теплового потока от образца, а скорость роста трещины определяют по формуле. Устройство содержит датчик, контактирующий с образцом, и устройство обработки информации с датчика, включающее источник постоянного напряжения, усилитель, микроконтроллер, персональный компьютер. Датчик содержит два элемента Пельтье, выполненных в виде в плоских пластин. Первый элемент Пельтье контактирует одной стороной пластины с образцом, а другой стороной со вторым элементом Пельтье. Устройство дополнительно содержит радиатор, контактирующий со второй стороной второго элемента Пельтье, а также две термопары, одна из которых расположена между элементами Пельтье, а вторая расположена в месте постоянной температуры. Устройство обработки информации дополнительно содержит полевой транзистор и шунтирующий резистор, причем усилитель связан с первым элементом Пельтье, с двумя термопарами, шунтирующим резистором, установленным между соединениями усилителя с первым элементом Пельтье и второй термопарой и с микроконтроллером. Полевой транзистор установлен в цепи соединения микроконтроллера со вторым элементом Пельтье и источником постоянного напряжения. Микроконтроллер выполнен с возможностью широтно-импульсной модуляции напряжения источника питания и соединен с персональным компьютером. Технический результат: повышение точности измерения, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при исследовании процессов разрушения материалов с образованием трещин.

Наиболее близким известным техническим решением к предлагаемому способу является способ определения скорости роста трещины в образце материала с концентратором напряжения при воздействии на него циклической нагрузкой (см. патент RU 2200943, опубл. 20.03.2003).

Недостатком его является высокая погрешность измерений, большая трудоемкость испытаний.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности и достоверности результатов измерения, снижение трудоемкости испытаний.

Для этого предлагается способ определения скорости роста трещины в образце материала с концентратором напряжения при воздействии на него циклической нагрузкой, заключающийся в том, что сначала замеряют начальную длину трещины, в процессе испытаний замеряют мощность теплового потока от образца, а затем скорость роста трещины определяют по формуле:

где

n - номер шага вычисления;

tn - время на n-м шаге (сек);

К1 - коэффициент пропорциональности (1/Дж);

Ρn - мощность теплового потока от образца в момент времени tn (Вт);

ln - длина трещины на n-м шаге вычисления (м), определяемая по формуле

, n=1…N

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что сначала замеряют начальную длину трещины, в процессе испытаний замеряют мощность теплового потока от образца, а затем скорость роста трещины определяют по формуле:

где

n - номер шага вычисления;

tn - время на n-м шаге (сек);

К1 - коэффициент пропорциональности (1/Дж);

Ρn - мощность теплового потока от образца в момент времени tn (Вт);

ln - длина трещины на n-м шаге вычисления (м), определяемая по формуле

, n=1…Ν

Наиболее близким к предлагаемому устройству для определения скорости роста трещины в образце материала с использованием предлагаемого способа является устройство, включающее датчик, контактирующий с образцом, и устройство обработки информации с датчика, включающее источник постоянного напряжения, усилитель, микроконтроллер, персональный компьютер (см. патент RU 2315962, опубл. 27.01.2008).

Недостатком его является сложность устройства и невысокая точность результатов, ограниченные возможности.

Технической задачей предлагаемого устройства является повышение точности измерения, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей

Для этого устройство включает датчик, контактирующий с образцом, и устройство обработки информации с датчика, включающее источник постоянного напряжения, усилитель, микроконтроллер, персональный компьютер, при этом датчик содержит два элемента Пельтье, выполненных в виде в плоских пластин, причем первый элемент Пельтье контактирует одной стороной пластины с образцом, а другой стороной со вторым элементом Пельтье, кроме того, устройство содержит радиатор, контактирующий со второй стороной второго элемента Пельтье, а также две термопары, одна из которых расположена между элементами Пельтье, а вторая расположена в месте постоянной температуры, а устройство обработки информации дополнительно содержит полевой транзистор и шунтирующий резистор, причем усилитель связан с первым элементом Пельтье, с двумя термопарами, шунтирующим резистором, установленным между соединениями усилителя с первым элементом Пельтье и второй термопарой и с микроконтроллером, а полевой транзистор установлен в цепи соединения микроконтроллера со вторым элементом Пельтье и источником постоянного напряжения, причем микроконтроллер выполнен с возможностью широтно-импульсной модуляции напряжения источника питания в соответствии с формулой:

где

Uпит - напряжение питания второго (охлаждающего) элемента Пельтье (В),

U2 - напряжение с термопары измерительного модуля (В),

U1 - напряжение с термопары датчика (В),

V - напряжение источника питания (В),

К2 - температурный коэффициент элемента Пельтье(1/°С),

α - коэффициент термоэдс термопары (°С/В),

при этом микроконтроллер соединен с персональным компьютером и выполнен с возможностью определения скорости роста трещины по формуле:

где

υn - скорость роста усталостной трещины (м/с);

К1 - коэффициент пропорциональности (1/Дж);

ln - длина трещины на n-м шаге вычисления (м).

где

Π - удельный коэффициент Пельтье (Вт/(А·м2));

Un - разность потенциалов на шунтирующем резисторе (В);

R - сопротивление резистора (Ом);

S - площадь элемента Пельтье (м2).

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что датчик содержит два элемента Пельтье, выполненных в виде плоских пластин, причем первый элемент Пельтье контактирует одной стороной пластины с образцом, а другой стороной со вторым элементом Пельтье, кроме того, устройство содержит радиатор, контактирующий со второй стороной второго элемента Пельтье, а также две термопары, одна из которых расположена между элементами Пельтье, а вторая расположена в месте постоянной температуры, а устройство обработки информации дополнительно содержит полевой транзистор и шунтирующий резистор, причем усилитель связан с первым элементом Пельтье, с двумя термопарами, шунтирующим резистором, установленным между соединениями усилителя с первым элементом Пельтье и второй термопарой, и с микроконтроллером, а полевой транзистор установлен в цепи соединения микроконтроллера со вторым элементом Пельтье и источником постоянного напряжения, причем микроконтроллер выполнен с возможностью широтно-импульсной модуляции напряжения источника питания в соответствии с формулой:

где

Uпит - напряжение питания второго (охлаждающего) элемента Пельтье (В),

U2 - напряжение с термопары измерительного модуля (В),

U1 - напряжение с термопары датчика (В),

V - напряжение источника питания (В),

К2 - температурный коэффициент элемента Пельтье (1/°С),

α - коэффициент термоэдс термопары (°С/В),

при этом микроконтроллер соединен с персональным компьютером и выполнен с возможностью определения скорости роста трещины по формуле:

где

υn - скорость роста усталостной трещины (м/с);

К1 - коэффициент пропорциональности (1/Дж);

ln - длина трещины на n-м шаге вычисления (м).

где

Π - удельный коэффициент Пельтье (Вт/(А·м2));

Un - разность потенциалов на шунтирующем резисторе (В);

R - сопротивление резистора (Ом);

S - площадь элемента Пельтье (м2).

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема устройства для определения скорости роста трещины в образце, на фиг. 2 изображен калибровочный график для определения коэффициента К2, на фиг. 3 калибровочный график для определения коэффициента К1 и на фиг. 4 изображена зависимость скорости роста трещины от времени.

Устройство включает датчик, контактирующий с образцом 1, и устройство обработки информации с датчика, включающее источник постоянного напряжения 2, усилитель 3, микроконтроллер 4, персональный компьютер 5.

Датчик содержит два элемента Пельтье, выполненных в виде плоских пластин, причем первый элемент Пельтье 6 контактирует одной стороной 7 пластины с образцом 1, а другой стороной 8 со вторым элементом Пельтье 9.

Использование в устройстве второго элемента Пельтье позволяет стабилизировать температуру на поверхности первого элемента Пельтье, исключив тем самым влияние колебаний температуры окружающей среды на измерение теплового потока.

Устройство содержит радиатор 10 контактирующий со второй стороной 11 второго элемента Пельтье 9, а также две термопары 12, 13, одна из которых 12 расположена между элементами Пельтье 6, 9, а вторая 13 расположена в месте постоянной температуры на значительном удалении от измеряемого объекта.

Установка второй термопары и предлагаемое его соединение позволяют установить необходимое напряжение питания второго элемента Пельтье для стабилизации температуры.

Устройство обработки информации дополнительно содержит полевой транзистор 14 и шунтирующий резистор 15.

Усилитель 3 связан с первым элементом Пельтье 6, с двумя термопарами 12, 13, шунтирующим резистором 15, установленным между соединениями усилителя 3 с первым элементом Пельтье 6 и с микроконтроллером 4, а полевой транзистор 14 установлен в цепи соединения микроконтроллера 4 со вторым элементом Пельтье 9 и источником постоянного напряжения 2.

Установка полевого транзистора и предлагаемое его соединение с другими элементами устройства необходимы для реализации на микроконтроллере функции управления источником постоянного напряжения.

Установка шунтирующего резистора и предлагаемое его соединение с другими элементами устройства необходимы для измерения тока, генерируемого элементом Пельтье 6, и определения значения теплового потока.

Микроконтроллер 4 выполнен с возможностью широтно-импульсной модуляции напряжения источника питания 2 в соответствии с формулой:

где

Uпит - напряжение питания второго (охлаждающего) элемента Пельтье (В),

U2 - напряжение с термопары измерительного модуля (В),

U1 - напряжение с термопары датчика (В),

V - напряжение источника питания (В),

К2 - температурный коэффициент элемента Пельтье (1/°С),

α - коэффициент термоэдс термопары (°С/В).

Использование широтно-импульсной модуляции напряжения источника питания позволяет усилить выходной сигнал микроконтроллера 4.

Микроконтроллер 4 соединен с персональным компьютером 5 и выполнен с возможностью определения скорости роста трещины по формуле:

где

υn - скорость роста усталостной трещины (м/с);

К1 - коэффициент пропорциональности (1/Дж);

ln - длина трещины на n-м шаге вычисления (м).

где

Π - удельный коэффициент Пельтье (Вт/(А·м2));

Un - разность потенциалов на шунтирующем резисторе (В);

R - сопротивление резистора (Ом);

S - площадь элемента пельтье (м2).

Такое выполнение микроконтроллера позволяет упростить реализацию измерения потока тела и повысить точность и достоверность измерений.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед испытанием производят калибровку элементов Пельтье. Калибровка заключается в определении температуры на поверхности элемента Пельтье в зависимости от приложенного напряжения питания и определения коэффициента пропорциональности К2 - температурного коэффициента элемента Пельтье как тангенса угла аппроксимирующей прямой (см. фиг. 2).

Далее определяют коэффициент материала образца К1.

Для этого испытываемый образец из заданного материала закрепляют в нагружающей машине.

Путем дискретного замера длины трещины и мощности теплового потока

при различных амплитудах приложенной нагрузки получают для данного материала образца коэффициент К1 как тангенс угла аппроксимирующей прямой (см. фиг. 3)

Далее производят испытание образца материала в режиме многоцикловой усталости 5×106 и более циклов.

Для этого испытываемый образец из заданного материала закрепляют в нагружающей машине. Датчик теплового потока на штативе прижимают к образцу с использованием термопасты. Подается питание на элементы устройства, запускается программа сбора данных на персональном компьютере.

В измерительной системе фиксируют тепловое равновесие, при котором тепловой поток от образца равен нулю. Нагружают образец в режиме многоцикловой усталости 5×106 и более циклов.

В процессе испытаний скорость роста трещины определяют по формуле:

где

К1 - коэффициент пропорциональности (1/Дж);

Pn - мощность теплового потока от образца в момент времени tn (Вт), определяемая по формуле:

где

Π - удельный коэффициент Пельтье (Βт/(Α·м2));

Un - разность потенциалов на шунтирующем резисторе (В);

R - сопротивление резистора (Ом);

S - площадь элемента Пельтье (м2);

ln - длина трещины на n-м шаге вычисления (м), определяемая по формуле

, n=1…N

где

n - номер шага вычисления;

tn - время на n-м шаге (сек);

Для реализации устройства был взят микроконтроллер Freeduino Nano v5, Arduino-совместимый микроконтроллер. Подключение к ПК было произведено по интерфейсу USB 2.0.

В схеме использовался полевой транзистор IRFZ44, термопары тип-К (хромель-алюмелевые), элементы Пельтье ТЕС1-03103. Исследуемый материал - нержавеющая сталь марки 8Х18Н10.

На разработанном устройстве проведены испытания и получены следующие результаты: коэффициент пропорциональности К1=2,27 (1/Дж), температурный коэффициент элемента Пельтье К2=1,724 (1/°С), удельный коэффициент Пельтье Π=0,0111 (Βт/(Α·м2),

На Фиг. 4 представлена зависимость скорости роста трещины от времени для испытываемого материала.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство позволяют повысить точность результатов измерения, снизить трудоемкость испытаний, расширить функциональные возможности, а именно позволяет измерить тепловой поток от любых объектов.

1. Способ определения скорости роста трещины в образце материала с концентратором напряжения при воздействии на него циклической нагрузкой, отличающийся тем, что сначала измеряют начальную длину трещины, в процессе испытаний замеряют мощность теплового потока от образца, а затем скорость роста трещины определяют по формуле:
υn=K1·Pn·ln
где
n - номер шага вычисления;
tn - время на n-м шаге (сек);
K1 - коэффициент пропорциональности (1/Дж);
Pn - мощность теплового потока от образца в момент времени tn (Вт);
ln - длина трещины на n-м шаге вычисления (м), определяемая по формуле:
, n=1…N

2. Устройство для определения скорости роста трещины в образце материала с использованием способа по п. 1, включающее датчик, контактирующий с образцом, и устройство обработки информации с датчика, включающее источник постоянного напряжения, усилитель, микроконтроллер, персональный компьютер, отличающееся тем, что датчик содержит два элемента Пельтье, выполненных в виде в плоских пластин, причем первый элемент Пельтье контактирует одной стороной пластины с образцом, а другой стороной со вторым элементом Пельтье, кроме того, устройство содержит радиатор, контактирующий со второй стороной второго элемента Пельтье, а также две термопары, одна из которых расположена между элементами Пельтье, а вторая расположена в месте постоянной температуры, а устройство обработки информации дополнительно содержит полевой транзистор и шунтирующий резистор, причем усилитель связан с первым элементом Пельтье, с двумя термопарами, шунтирующим резистором, установленным между соединениями усилителя с первым элементом Пельтье и второй термопарой и с микроконтроллером, а полевой транзистор установлен в цепи соединения микроконтроллера со вторым элементом Пельтье и источником постоянного напряжения, причем микроконтроллер выполнен с возможностью широтно-импульсной модуляции напряжения источника питания в соответствии с формулой:
Uпит=(U2-U1a·V·K2,
где
Uпит - напряжение питания второго (охлаждающего) элемента Пельтье (B),
U2 - напряжение с термопары измерительного модуля (В),
U1 - напряжение с термопары датчика (В),
V - напряжение источника питания (В),
K2 - температурный коэффициент элемента Пельтье (1/°C),
a - коэффициент термоэдс термопары (°C/B),
при этом микроконтроллер соединен с персональным компьютером и выполнен с возможностью определения скорости роста трещины по формуле:
υn=K1·Pn·ln,
где
υn - скорость роста усталостной трещины (м/с);
K1 - коэффициент пропорциональности (1/Дж);
ln - длина трещины на n-м шаге вычисления (м);
Pn=П·Un/R·S,
где
П - удельный коэффициент Пельтье (Вт/(А·м2));
Un - разность потенциалов на шунтирующем резисторе (B);
R - сопротивление резистора (Ом);
S - площадь элемента Пельтье (м2).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств твердых материалов и может быть использовано для определения усталостной прочности конструкционных материалов, работающих в условиях циклического нагружения.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения предела выносливости материала. Сущность: измеряют радиусы кривизны поверхности испытуемого материала в сечениях двумя плоскостями главных кривизн и радиус сферического индентора, по которым определяют приведенный радиус кривизны.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для изучения физико-механических свойств корнеклубнеплодов и определения уровня повреждаемости клубней картофеля при оптимизации работы картофелеуборочных машин, а также для оценки механических повреждений при селекции сортов картофеля, предназначенных для механизированного возделывания.
Изобретение относится к области гидравлических испытаний, в частности к способам проведения циклических испытаний натурных образцов труб внутренним давлением и изгибом с целью получения фактических данных по их прочности и долговечности.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на прочность, и может быть применено в заводской и исследовательской лабораториях.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания образцов горных пород при моделировании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к неразрушающему контролю несущей способности однопролетных железобетонных балок по критериям прочности арматуры и бетона. Сущность: на контролируемой железобетонной балке определяют места с наибольшими деформациями от эксплуатационной нагрузки и в этих местах устанавливают измерители деформаций.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам определения прочности лопаточных дисков турбомашин с вильчатым соединением. Способ заключается в создании эксплуатационных условий нагружения одновременно в трех верхних крепежных отверстиях элементах обода диска.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, установленные на нем маховик с приводом вращения, штанги по количеству точек нагружения по заданной поверхности образца с ударниками для взаимодействия с образцом, установленные с возможностью изменения положения по длине маховика, приспособления для создания фрикционного взаимодействия штанг с маховиком, приспособления для возврата штанг в исходное положение и устройство для размещения образца, выполненное с обеспечением взаимодействия образца с ударниками.

Изобретение относится к области усталостных испытаний металлических материалов для определения их циклической долговечности. Сущность: осуществляют определение размера зерна стали в зависимости от режима технологической обработки и на основании выявленной корреляции (уравнения) между циклической долговечностью в диапазоне 105-106 циклов и размером величины зерна стали, определяют ожидаемую ее циклическую долговечность. Испытания проводят без записи параметров сигналов акустической миссии, по которым регистрируется момент возникновения трещины, и осуществления последующего монотонного растяжения испытываемого материала до разрушения, чтобы вскрыть поверхность трещины с целью анализа очага разрушения на поверхности излома с использованием электронного микроскопа. Технический результат: снижение трудоемкости и длительности экспериментального определения циклической долговечности. 1 ил.

Изобретение относится к неразрушающим методам и средствам дефектоскопии технически сложных элементов конструкции. Сущность: элемент конструкции, к которому есть доступ, нагружают переменной механической нагрузкой и вызывают его перемещения. Измеряют параметры процесса перемещения элемента конструкции, к которому есть доступ. Затем сравнивают с такими же параметрами элемента конструкции, уровень дефектов которой принимают за допустимый. Причем перед нагружением элемента конструкции, к которому есть доступ, устанавливают жесткую связь, обеспечивающую общий резонанс, с элементом конструкции, к которому нет доступа. Устройство содержит возбудитель и приемник свободных колебаний, каждый из которых имеет пьезоэлемент, подключенный к генератору колебаний или индикатору измерений. Возбудитель и приемник свободных колебаний состоят из расчлененных по длине стальных стержней и имеют комплект съемных элементов, которые имеют широкий диапазон рабочих частот. Технический результат: проведение неразрушающей дефектоскопии технически сложных элементов конструкции и осуществление неразрушающей дефектоскопии технически сложных элементов конструкции, находящихся в сборке, к которым нет доступа. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит корпус, установленные на нем захваты образца, механизм нагружения, включающий две гибкие тяги, кинематически связанные с захватами, натяжной механизм тяг, платформу, привод вращения, установленный на платформе, возбудитель колебаний нагрузки в форме треугольника, установленного на валу привода вращения и расположенного между тягами, и привод перемещения платформы вдоль оси вала. Стенд снабжен платформой вращения с фиксатором поворота, ось вращения которой перпендикулярна оси вала, и разъемным соединением вала привода вращения с возбудителем колебаний нагрузки. Вторые концы тяг закреплены на поверхности платформы вращения с возможностью изменения точек закрепления. Технический результат: расширение функциональных возможностей стенда при пропорциональном изменении амплитуд чередующихся циклов и интервалов между циклами. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания на усталость. Установка содержит основание, пассивный захват образца, установленный на основании, активный захват образца, одним концом связанный с активным захватом и установленный соосно с ним рычаг, электромагнитный возбудитель колебаний и измерительное устройство, фиксатор, выполненный с возможностью периодического соединения рычага с основанием, захваты установлены с возможностью фиксированного поворота вокруг своей оси, связь рычага с активным захватом выполнена в виде разъемного соединения, а возбудитель колебаний и измерительное устройство выполнены в виде двух П-образных магнитных систем, закрепленных на другом конце рычага одна симметрично другой относительно его оси и двух катушек, закрепленных на основании, каждая из которых выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей П-образной магнитной системой. Установка снабжена устройством индукционного нагрева, катушка которого расположена по периметру испытуемого образца и закреплена на основании. Технический результат: повышение достоверности результатов испытаний путем устранения влияния наклепа при испытании образцов на усталость. 1 ил.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности области исследования динамических характеристик низкомодульных полимерных материалов. Установка для определения динамических характеристик низкомодульных полимерных материалов содержит основание, на котором жестко закреплены составные образцы, каждый из которых выполнен в виде пластины из высокодобротного материала с закрепленным на ней исследуемым материалом, возбудитель колебаний в составном образце и система измерений колебаний. При этом каждый составной образец закреплен на основании таким образом, что исследуемый материал расположен на поверхности пластины, контактирующей с основанием, и закреплен на пластине методом заливки. Система измерения колебаний выполнена в виде бесконтактной лазерной системы измерения, включающей измерительную головку, обеспечивающую измерение параметров образцов на основе эффекта Доплера. Технический результат: повышение точности определения динамических характеристик низкомодульных полимерных материалов и увеличение количества резонансных частот, для которых определяются динамические характеристики низкомодульных полимерных материалов. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам, и может быть использовано в авиационной испытательной технике для испытаний элементов беспилотного вертолета с соосными винтами. Устройство содержит фундамент стенда, силовой каркас, зажимные приспособления, раму монтажную, каркас фюзеляжа, амортизаторы, мотораму, двигатель внутреннего сгорания, подредукторную раму, редуктор, выходные соосные валы, автомат перекоса, соосные винты, муфту, рычаги, коромысла, нагрузочное устройство, устройство пилотирования с приводами управления автоматом перекоса, систему топливную, смазки, системы охлаждения, систему управления двигателем, устройство пожаротушения, систему приточно-вытяжной вентиляции, также устройство содержит пульт управления. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении безопасности. 18 ил.

Изобретение относится к геометрическим формам образцов для испытания материалов. Сборная конструкция образца (10) для испытаний содержит множество слоев, выполненных из армированного волокном полимерного материала, совместно образующих слоистый материал постоянной толщины. Слоистый материал имеет геометрию, включающую первую и вторую трапецеидальные части (16, 18), соединенные исследуемой областью, в которой указанный образец имеет минимальную ширину. Первая трапецеидальная часть, вторая трапецеидальная часть и исследуемая область образуют соответствующие части передней поверхности и соответствующие части задней поверхности образца для испытаний. Каждая из передней и задней поверхностей имеет профиль с формой наподобие "галстука-бабочки" и выполнена параллельной указанным слоям. Первый и второй выступы, приклеенные к первой трапецеидальной части на соответствующих первых частях передней и задней поверхностей. Третий и четвертый выступы, приклеенные ко второй трапецеидальной части на соответствующих вторых частях передней и задней поверхностей. Каждый из первого, второго, третьего и четвертого выступов выполнен из армированного волокном полимерного материала и имеет трапецеидальный профиль. Образец для испытаний имеет минимальную ширину в указанной исследуемой области (20) и постоянную толщину. Первая трапецеидальная часть (16) имеет первую и вторую прямолинейные скошенные стороны (12а и 12b). Вторая трапецеидальная часть (18) имеет третью и четвертую прямолинейные скошенные стороны (12с и 12d). Исследуемая область (20) содержит первую и вторую радиусные стороны (14а и 14b). При этом первая радиусная сторона (14а) соединена с первой и третьей прямолинейными скошенными сторонами (12а и 12с), а вторая радиусная сторона (14b) соединена со второй и четвертой прямолинейными скошенными сторонами (12b и 12d). Высота указанной первой радиусной части не превышает 3% указанной высоты образца (10) для испытаний. Обеспечивается гарантированное разрушение в исследуемой области (20) во время усталостных испытаний. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к исследованию образцов и изделий на прочность при циклическом нагружении. Центробежная установка содержит корпус, установленную на нем платформу с приводом вращения, расположенные на ней дополнительные платформы по количеству циклов нагружения по одной из осей образца, размещенные последовательно одна на другой и снабженные приводами вращения, захват для образца, закрепленный на дополнительной платформе для размещения захвата, согласно изобретению установка снабжена дополнительным приводом вращения, соединенным с захватом для образца и закрепленным радиально оси вращения на платформе для размещения захвата. Технический результат: расширение технологических возможностей центробежных установок путем обеспечения испытаний как при осевом, так и при плоском напряженном состоянии с многоцикловым или плавным нагружением по одной из осей. 1 ил.

Изобретение относится к области вибрационной техники, а именно к конструкциям свайных фундаментов зданий и сооружений гражданского и промышленного назначения. Экспериментальная установка состоит из лотка, грунтового массива и моделируемой сваи. Вибрируемый на вибростенде металлический лоток с грунтом и забитой в него сваей, верхняя часть которой соединена с металлическим наголовником, в котором жестко, симметрично и радиально под углом 180° закреплены две горизонтальные шпильки и одна вертикальная шпилька, ориентированная вдоль продольной оси сваи, с перемещающимися по резьбе шпилек грузами - гирями. Технический результат: возможность изучения особенностей демпфирования сваи при ее взаимодействии с грунтом. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на усталость при изгибе и ударном сжатии, и может быть применено в учебной, заводской и исследовательской лабораториях. Установка содержит корпус, закрепленный на нем пассивный захват образца, ротор с приводом, рычаг, активный захват образца, платформу, связанную через кривошипно-ползунный механизм со вторым приводом, толкатели и пружины, активный захват образца закреплен на одном из концов рычага так, чтобы их продольные оси совпадали, в роторе выполнены радиально расположенные отверстия, шатун кривошипно-ползунного механизма выполнен с возможностью изменения его длины, а каждая пружина - опирающейся с одной стороны на дно отверстия ротора, а с другой - на толкатель, выполненный с возможностью перемещения в отверстии и взаимодействия с рычагом, ротор с приводом установлены на платформе, а второй привод - на дне корпуса и ротор снабжен упорами, прикрепленными к его поверхности около отверстий. Рычаг изготовлен в форме трубы, введены гибкий канат, одним концом соединенный с грузом, а другим - с пазом зубчатого колеса, которое соединено с другим зубчатым колесом, имеющим зубья на половине колеса, привод этого колеса, колеса соединены шпонками и осями с каркасом, а гибкий тросик соединен одним концом с зубчатым колесом, а другим - с каркасом. Технический результат: расширение функциональных возможностей путем испытания образца на усталость не только при изгибе, но и при сжатии одновременно. 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при исследовании процессов разрушения материалов с образованием трещин. Сущность:измеряют начальную длину трещины. В процессе испытаний замеряют мощность теплового потока от образца, а скорость роста трещины определяют по формуле. Устройство содержит датчик, контактирующий с образцом, и устройство обработки информации с датчика, включающее источник постоянного напряжения, усилитель, микроконтроллер, персональный компьютер. Датчик содержит два элемента Пельтье, выполненных в виде в плоских пластин. Первый элемент Пельтье контактирует одной стороной пластины с образцом, а другой стороной со вторым элементом Пельтье. Устройство дополнительно содержит радиатор, контактирующий со второй стороной второго элемента Пельтье, а также две термопары, одна из которых расположена между элементами Пельтье, а вторая расположена в месте постоянной температуры. Устройство обработки информации дополнительно содержит полевой транзистор и шунтирующий резистор, причем усилитель связан с первым элементом Пельтье, с двумя термопарами, шунтирующим резистором, установленным между соединениями усилителя с первым элементом Пельтье и второй термопарой и с микроконтроллером. Полевой транзистор установлен в цепи соединения микроконтроллера со вторым элементом Пельтье и источником постоянного напряжения. Микроконтроллер выполнен с возможностью широтно-импульсной модуляции напряжения источника питания и соединен с персональным компьютером. Технический результат: повышение точности измерения, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх