Портативная разрывная машина для испытания нити при одноосном растяжении

Изобретение относится к технике испытаний и измерений, а именно к устройствам для исследования механических свойств материалов с малым поперечным сечением, предпочтительно высокоэластичных нитей. Портативная разрывная машина содержит установленные на жесткой раме одноточечный концевой тензометрический датчик, шаговый двигатель, блок питания и драйвер к шаговому двигателю, плату микроконтроллера. Технический результат: реализация переносного устройства, обеспечивающего достаточную разрывную способность при минимальных габаритах и весе, пригодном для испытания высокоэластичных нитей, отвечающего современным требованиям по безопасности, энергосбережению, долговечности, удобству транспортировки, монтажа и эксплуатации, а также снижение затрат на его приобретение и эксплуатацию. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технике испытаний и измерений, а именно к устройствам для исследования механических свойств материалов с малым поперечным сечением, предпочтительно высокоэластичных нитей.

Из предшествующего из уровня техники известны мобильные разрывные машины, применяемые для испытания текстильных материалов, эластомеров, пищевых продуктов, проволоки, бумаги и полимерной пленки, с поступательным движением одного из зажимов, особенностью которых является наличие зоны испытания, создаваемой за счет одно- или двухколонной конструкции. К таким устройствам относятся: разрывная машина МТ110-0,5-V (сертификат об утверждении типа средства измерений №4923 от 25.10.2007, зарегистрирован под номером РБ 0303324507); универсальные испытательные машины Instron™ серии 5900, в частности одноколонная испытательная система Instron™ настольного типа серии 5940 для малых усилий до 2 кН (прототип). В данных устройствах зона деформирования образца ограничена длиной направляющих, что ограничивает возможность проведения испытаний высокоэластичных материалов. Недостатком этих машин являются значительные габариты (высота более 1 метра) и большая масса (более 10 килограмм), связанные с необходимостью создания испытательной зоны. Это существенно затрудняет портативное использование подобных устройств.

Известна также разрывная машина для исследования натурных элементов парашютных систем, выполненных из высокоэластичного материала, которая снабжена группой дополнительных силовых гидроцилиндров, ход поршня которых больше хода поршня основных гидроцилиндров, что обеспечивает возможность получения большего рабочего хода (Патент СССР 15.08.1982 - SU 951104). Недостатком данного устройства является его техническая сложность, отсутствие автоматизированных устройств обработки данных, габариты данной установки не позволяют считать устройство портативным.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в реализации переносного устройства, обеспечивающего достаточную разрывную способность при минимальных габаритах и весе, пригодном для испытания высокоэластичных нитей, отвечающего современным требованиям по безопасности, энергосбережению, долговечности, удобству транспортировки, монтажа и эксплуатации, а также снижение затрат на его приобретение и эксплуатацию.

Поставленная задача решается за счет того, что поступательное движение зажима разрывной машины заменяется на вращательное через наматывание образца нити на вал двигателя, что позволяет сделать неограниченной зону деформации образца нити и уменьшить габариты устройства за счет исключения из конструкции направляющих для подвижного зажима разрывной машины (колонн). В качестве силового устройства используется электрический (шаговый) двигатель (2). Двигатель подключается к внешнему блоку питания (8). Питание двигателя с установкой подачи тока на него, а также выбор количества микрошагов двигателя осуществляется через драйвер шагового двигателя (7), что позволяет варьировать скорость нагружения образца. Определение значения нагрузки происходит с помощью одноточечного тензометрического датчика (3). Внутри корпуса разрывной машины расположена плата микроконтроллера (4), обеспечивающая синхронную и правильную работу двигателя и датчика, а также передачу данных с датчика на персональный компьютер (5).

Все компоненты устанавливаются на жесткую раму (6). Для обеспечения жесткости рамы в местах установки двигателя и тензометрического датчика крепятся металлические пластины. Управление, снятие показаний, а также проведение расчетов, статистических анализов и других операций производится на персональном компьютере (5), с которым сопрягается установка по USB или RS232 каналам.

Универсальность узлов удешевляет ремонт в случае выхода машины из строя. Возможность сопряжения установки с ПК делает разрывную машину полноценным вариантом портативного лабораторного оборудования для исследования деформационных характеристик нитей.

В частном случае исполнения масса разрывной машины составляет порядка 2 кг, габаритные размеры - 150×200×500 мм.

На фиг. 1 представлена схема нагружения нити в портативной разрывной машине для испытания нити при одноосном растяжении, на фиг. 2 - компонентная схема портативной разрывной машины для испытания нити при одноосном растяжении.

Устройство работает следующим образом: один конец нити закрепляется в неподвижном зажиме (1), установленном на тензометрическом датчике (3). Другой конец нити крепится на валу шагового двигателя (2). После включения двигателя нить с постоянной скоростью наматывается на вал. Натяжение нити фиксируется тензометрическим датчиком (3). Управление системой осуществляется при помощи микропроцессорной платы управления и связи (4), которая передает показатели нагружения нити на персональный компьютер (5).

Произведенный патентный поиск с 2010-2015 года по базам данных РФ, США, Евросоюза и Японии не выявил подобных конструкций по классу МПК G01N 3/08.

1. Портативная разрывная машина для испытания нити при одноосном растяжении, характеризующаяся тем, что она содержит установленные на жесткой раме одноточечный концевой тензометрический датчик, шаговый двигатель, блок питания и драйвер к шаговому двигателю, плату микроконтроллера.

2. Портативная разрывная машина для испытания нити при одноосном растяжении по п. 1, отличающаяся тем, что натяжение нити осуществляется путем наматывания на вращающийся вал шагового двигателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к «Физике материального контактного взаимодействия», конкретно к способу определения удельного и эквивалентного сцепления в структурированном и нарушенном состоянии.

Изобретение относится к области определения остаточного напряжения путем инструментального индентирования. Сущность: осуществляют приложение к образцу одноосного напряжения, двуосного напряжения и одинакового по всем направлениям напряжения, а затем выполнение инструментального индентирования с использованием индентора, вычисление наибольшей глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии образца путем подстановки в формулу для вычисления максимальной глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии фактической глубины контакта в ненапряженном состоянии, полученной из фактической глубины контакта индентора, и максимальной глубины вдавливания индентора и результирующей глубины отпечатка индентора при приложении максимального вдавливающего усилия L0, найденных из зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия, полученной путем инструментального индентирования, получение кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в ненапряженном состоянии путем подстановки вычисленной указанным образом максимальной глубины вдавливания индентора в ненапряженном состоянии образца в формулу, связывающую глубину вдавливания индентора и вдавливающее усилие, и вычисления разности ΔL усилий между усилием L1, соответствующим максимальной глубине вдавливания индентора на кривой зависимости глубины вдавливания индентора от вдавливающего усилия в ненапряженном состоянии, и максимальным вдавливающим усилием L0, и вычисление остаточного напряжения в образце путем подстановки вычисленной разности ΔL усилий в формулу для вычисления остаточного напряжения.

Изобретение относится к механическим испытаниям, предназначенным для определения свойств металла, проявляющихся при пластическом деформировании в технологических операциях холодной обработки металла давлением (ХОМД).

Изобретение относится к области испытаний строительных изделий. Стенд содержит опорную трубу с центральным сквозным отверстием для соосного вертикального размещения в нем арматуры и с днищем для опирания нижнего конца арматуры.

Изобретение относится к производству строительных материалов. Способ включает подготовку пресс-порошка, прессование образца, фиксацию изменений деформаций при сжатии, построение компрессионных кривых и проведение испытания, причем прессование осуществляют одностадийно и непрерывно, с переменными значениями давления прессования и формовочной влажности пресс-порошка, при этом требуемое оптимальное соотношение влажности и давления прессования определяют положением оптимальной точки на компрессионной кривой, лежащей на ее пересечении с отрезком, перпендикулярным хорде, соединяющей начальное и конечное значения интервала давления прессования на кривой, и проходящим через точку пересечения касательных к кривой в области заданного интервала давления прессования.

Изобретение относится к области определения прочностных свойств металлов и их сплавов путем приложения растягивающих нагрузок к образцам и может быть использовано в металлургии и машиностроении.

Изобретение относится к техническим устройствам для испытания грунтового основания фундамента штампом. Тензометрический секционный штамп содержит чувствительный элемент и измерительные приспособления для измерения контактного давления.

Изобретение относится к области механических испытаний материалов на прочность и устойчивость, в частности к испытаниям образцов из органического стекла в условиях чистого сдвига.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для определения вязкости разрушения металлов. Сущность: осуществляют статическое нагружение плоского образца с выращенной трещиной усталости и регистрацию длины трещины в момент перехода от стабильного медленного ее развития в нестабильное быстрое.

Изобретение относится к методам испытаний металлов на трещиностойкость, в частности к способу изготовления сварного составного образца типа СТ для испытаний на трещиностойкость облученного металла по стандартным методикам.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, а именно к установкам для высокоскоростного испытания материалов. Устройство содержит два электромагнитных силовозбудителя, подключенных к накопителю энергии, две соосно установленные тяги для передачи усилий образцу и аппаратуру для наблюдения режима деформирования образца. Тяги для передачи усилий образцу выполнены в виде волноводов-концентраторов и прилегают к внешней стороне силовозбудителей, размещенных между волноводами-концентраторами. Волноводы-концентраторы имеют резьбовые отверстия для фиксации образца. Технический результат: повышение эффективности преобразования электрической энергии в механическую и повышение информативности и достоверности результатов испытаний конструкционных материалов на динамическое растяжение, а также упрощение конструкции. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам и методам механических испытаний образцов конструкционных материалов и может быть использовано для определения характеристик сопротивления смятию. Устройство содержит две нагружающие рамы, установленные в верхнем захвате испытательной машины, в каждой нагружающей раме выполнено отверстие, в которое вставлен сминающий цилиндрический штифт, нагружающие рамы зафиксированы между собой болтами с обеспечением минимального зазора для свободного перемещения образца относительно рам, образец соответствует ASTM Е238. На нижнем краю отверстия в образце с обеих сторон образца устанавливают ножи с зубцами, закрепленные в прижимах, стянутых между собой болтами. Конструктивно обеспечивается независимое перемещение прижимов с ножами относительно нагружающих рам. Датчик раскрытия устанавливается на кромках сминающего цилиндрического штифта и прижима. Сущность: овализация отверстия в процессе испытаний регистрируется по перемещению прижимов, закрепленных с помощью ножей на нижнем краю отверстия относительно неподвижного сминающего штифта. При этом замер деформации отверстия обеспечивается в процессе испытаний непосредственно на контуре отверстия. Технический результат: увеличение точности измерения и упрощение конструкции устройства 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение касается способа оценки деформационных свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями в процессе эксплуатации. Сущность способа заключается в том, что проводят поминутное растяжение с постоянной скоростью образцов синтетических нитей с одновременным воздействием электрическим током. Далее проводят поминутное измерение значений растягивающих напряжений и значения электрического сопротивления с одновременным вычислением значений удельного электрического сопротивления по формуле , где R - электрическое сопротивление нити, L≤2 мм - расстояние между контактами, b - толщина нити, d - ширина образца; причем полипропиленовую нить с углеродными наполнителями растягивают до достижения значения удельного электрического сопротивления ρ=109 Ом⋅м. По полученному значению максимального растягивающего напряжения с учетом усреднения по формуле: где σi - значение максимально допустимого растягивающего напряжения в каждом случае, судят о сохранении антистатических свойств полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями. Использование способа позволяет спрогнозировать сохранение антистатических свойств материалов в процессе многократного растяжения полипропиленовых нитей с углеродными наполнителями 6 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области испытаний материалов, в частности к устройствам для фиксации образца к испытательной машине для разрыва образца, в том числе определения адгезии и прочности на разрыв образцов отвердевших минеральных или полимерных тампонажных растворов. Устройство содержит взаимодействующие с нагружателем пассивные и активные корпуса с полыми тягами с установленными в них узлами крепления образцов. Образец изготовлен в виде фигуры вращения с цилиндрическими выступами на концах. Корпуса изготовлены одинаковой конструкции в виде стакана с открытыми с одной стороны окнами длиной, превышающей длину образца, образующими тяги, равномерно размещенные по периметру корпуса. Тяги одного корпуса вставлены в окна другого корпуса с возможностью продольного перемещения, при этом тяги на концах снабжены внутренней, кольцевой радиальной относительно оси корпуса проточкой под упоры, перемещаемые внутрь полыми толкателями с наружной резьбой, которые вставлены в соответствующие радиальные резьбовые отверстия тяг. Внутри толкателей установлены подвижные шпильки, соединенные с упорами, которые выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующими внутренними торцами выступа образца. Нагружатель выполнен в виде пресса, взаимодействующего с соответствующими торцами корпусов. Технический результат: позволяет исключить осевой перекос и пластический пережим благодаря ровному и отцентрированному захвату образца при разрыве, упростить конструкцию за счет отсутствия захватов со специальной разрывной машиной и использовать пресс для разрыва образцов. 4 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 области обработки металлов давлением и может быть использовано для определения сопротивления деформации металлических материалов путем испытания образцов на сжатие, для построения кривой упрочения, для определения математической зависимости между сопротивлением деформации и степенью деформации при различных температурах. Цилиндрический образец для испытания на сжатие содержит торцевые выточки и отверстие диаметром высоты образца, выполненное по оси образца. Технический результат: возможность повысить степень однородной деформации до 65-75%, за счет создания гидродинамического трения между рабочей поверхностью бойков и торцами образца в течение всего процесса сжатия. 1 ил.

Группа изобретений относится к медицине. Способ проверки прочности конического входа керамических модульных шаровидных головок для протезов тазобедренного сустава, имеющих приемное пространство с конической боковой поверхностью с углом зажимного конуса γ и коническим входом, заключающийся в том, что на участки приемного объема оказывается давление. Радиальное усилие, направленное перпендикулярно к продольной оси шаровидной головки, оказывает воздействие исключительно на область конического входа. Устройство для реализации вышеуказанного способа включает в себя контропору, коническую втулку и пуансон. Все они расположены на одной общей продольной оси. Втулка и пуансон выполнены с возможностью сдвига по продольной оси. Втулка размещается между пуансоном и контропорой. Угол раствора конуса α больше, чем угол раствора зажимного конуса γ подлежащей проверке шаровидной головки. Изобретения обеспечивают готовность всех проверенных шаровидных головок к работе без нанесения ущерба также и под нагрузкой по косой в условиях in vivo. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицине. Устройство для испытания прочности керамического вкладыша имплантатов тазобедренного сустава с приемным устройством и нажимной деталью. В приемном устройстве имеется выемка с областью позиционирования для размещения вкладыша. У выемки на области позиционирования имеется приемный конус. На области позиционирования между приемным устройством и вкладышем размещается кольцевидный пластичный адаптер с конической наружной поверхностью, которая прилегает к приемному конусу, и внутренней поверхностью, которая прилегает к вкладышу. Трение между приемным устройством и адаптером меньше, чем между адаптером и вкладышем. Изобретение обеспечивает возможность универсального применения для всех ацетабулярных имплантатов тазобедренного сустава (монолитных, модульных, заранее соединенных). 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретения относятся к области машиностроения, в частности к стендам для испытания стальных канатов на выносливость. Способ заключается в испытании образца каната путем его перегибов на определенном участке при соответствующем расчетном статическом нагружении до полного или частичного разрушения при заданной температуре и влажности. При необходимости осуществляют периодическое окунание в жидкость испытуемого образца каната. Устройство содержит ведущие барабаны, осуществляющие колебательные движения и обеспечивающие возвратно-поступательное перемещение образца каната на определенной длине, сменные ролики определенного диаметра, обеспечивающие изгиб образца на 90°, грузовой ролик, свободно лежащий на образце и обеспечивающий определенное натяжение ветвей образца, зажимы для крепления концов образца к барабану и счетчик для учета числа изгибов. При этом оно помещено в термо-влагокамеру, с возможностью проведения внутри нее испытаний с изменением и поддержанием постоянной температуры и влажности в процессе испытания и дополнительно оснащена съемной емкостью для жидкости с возможностью периодического окунания в нее испытуемого образца каната. Технический результат заключается в возможности проведения испытаний при разных температурах и под воздействием жидких агрессивных сред. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области исследования механических свойств материалов, а точнее к способам (нагружения материала образца) определения энергетических характеристик разрушения льда. Сущность изобретения: осуществляют изготовление образца в виде осесимметричного тела с параллельными верхней плоскостью и основанием и перпендикулярными им боковыми стенками, его размещение между плитами испытательной машины, нагружение перемещением верхней плиты с постоянной скоростью, с фиксацией предельных значений его упругой деформации и, соответствующей предельной упругой контактной силы, с определением удельной энергии механического разрушения как их произведения, отнесенного к значению массы всего образца. Используют образец, выполненный из льда, с возможностью локализации разрушений на верхнем участке образца, для чего используют образец, наименьший размер основания которого в 1,12–2 раза больше наименьшего размера верхней плоскости, а высота образца составляет 2,5–4,0 наименьшего размера его основания. Скорость перемещения подвижной плиты соответствует скорости дрейфа ледяного поля. Определяют плотность льда и непрерывно регистрируют предельные изменения высоты разрушаемой части образца льда и предельной контактной силы. Удельную энергию разрушения вычисляют как интегральную площадь той части графика изменения таких параметров, как предельное значение упругой деформации образца и соответствующее ему предельное значение упругой контактной силы, зарегистрированных в процессе испытания, которые описывают процесс разрушений только в подлежащей разрушению части образца, или удельную энергию разрушения вычисляют по формуле. Технический результат: возможность получения в лабораторных условиях достоверных результатов определения энергетических характеристик разрушения льда, необходимых для проектирования транспортных гидротехнических сооружений, а также сооружений на шельфе замерзающих морей. 3 ил.

Изобретение относится к технике испытаний и измерений, а именно к устройствам для исследования механических свойств материалов с малым поперечным сечением, предпочтительно высокоэластичных нитей. Портативная разрывная машина содержит установленные на жесткой раме одноточечный концевой тензометрический датчик, шаговый двигатель, блок питания и драйвер к шаговому двигателю, плату микроконтроллера. Технический результат: реализация переносного устройства, обеспечивающего достаточную разрывную способность при минимальных габаритах и весе, пригодном для испытания высокоэластичных нитей, отвечающего современным требованиям по безопасности, энергосбережению, долговечности, удобству транспортировки, монтажа и эксплуатации, а также снижение затрат на его приобретение и эксплуатацию. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх