Устройство для измерения линейной деформации объектов



Устройство для измерения линейной деформации объектов
Устройство для измерения линейной деформации объектов

 


Владельцы патента RU 2617888:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) (RU)

Изобретение относится к области измерения деформации твердых тел, в частности в условиях повышенных температур. Технический результат заключается в минимизации габаритов устройства и повышении точности измерения деформации твердых тел малых размеров. Устройство содержит нагрузочное устройство, состоящее из подвижной и неподвижной плит, между которыми находятся под нагрузкой исследуемый образец и механизм передачи перемещений, выполненный в виде кольца. На нагрузочном устройстве установлен узел измерения, ось штока которого перпендикулярна направлению приложения нагрузки. Ножевой наконечник штока контактирует с поверхностью кольца. Для повышения точности измерения узел измерения может быть установлен с воможностью перемещения вдоль своей оси и снабжен удлинителем с ножевым наконечником, контактирующим кольцом в точке, противоположной точке контакта ножевого наконечника штока. Причем ножевые наконечники располагаются в плоскости, перпендикулярной оси кольца. Кроме того, наконечники могут быть выполнены плоскими. Узел измерения и удлинитель вынесены за пределы термической камеры. Использование кольца минимизирует габариты устройства, а при двустороннем измерении также повышает точность измерения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области измерения деформации твердых тел, в частности в условиях повышенных температур.

Известно тензометрическое устройство для измерения линейной деформации объектов, выбранное в качестве прототипа (а.с. СССР №676858, G01B 5/30, опубл. 1979, Бюл. №28), которое содержит механизм передачи перемещений, выполненный в виде параллелограмма с упругими шарнирами в его вершинах и наконечниками для установки на исследуемый образец, узел измерения в виде цилиндра со штоком, шарнирно соединенных соответственно с верхним и нижним плечами параллелограмма. Узел измерения установлен перпендикулярно к горизонтальным плечам параллелограмма, а тензометрическое устройство снабжено противовесом, шарнирно закрепленным на штоке.

Недостатками известного устройства являются большие габариты механизма передачи перемещений, обусловленные необходимостью конструктивного совмещения с нагрузочным устройством, что ведет к увеличению горизонтальных плеч параллелограмма и, как следствие, снижает точность измерения. Кроме того, в известном устройстве требуется использование противовеса для устранения влияния веса штока и параллелограмма, что усложняет конструкцию и повышает инертность механизма, также приводящие к снижению точности измерения.

Задачей настоящего изобретения является минимизации габаритов устройства и повышение точности измерения деформации твердых тел малых размеров, в частности выполненных из инструментальных твердых сплавов в условиях повышенных температур.

Решение поставленной задачи обеспечивается путем достижения технического результата, заключающегося в том, что в устройстве для измерения линейной деформации объектов, содержащем нагрузочное устройство, исследуемый образец, механизм передачи перемещений и контактирующий с ним узел измерения, механизм передачи перемещений выполнен в виде кольца, находящегося под нагрузкой вместе с исследуемым образцом между плитами нагрузочного устройства, а узел измерения установлен на нагрузочном устройстве. При этом ось штока узла измерения перпендикулярна направлению приложения нагрузки от нагрузочного устройства и контактирует с поверхностью кольца через ножевой наконечник. Кроме того, для повышения точности измерения узел измерения может быть закреплен на нагрузочном устройстве с воможностью перемещения вдоль своей оси и снабжен удлинителем с ножевым наконечником, контактирующим с поверхностью кольца в точке, противоположной точке контакта поверхности кольца с ножевым наконечником штока узла измерения. Причем ножевые наконечники располагаются в плоскости, перпендикулярной оси кольца. Наконечники штока и удлинителя узла измерения могут быть также выполнены плоскими.

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения линейной деформации объектов с односторонним контактом узла измерения с кольцом; на фиг. 2 - схема устройства для измерения линейной деформации объектов с двусторонним контактом узла измерения с кольцом.

Устройство для измерения линейной деформации объектов содержит нагрузочное устройство, состоящее из подвижной 1 и неподвижной 2 плит, между которыми находятся под нагрузкой исследуемый образец 3 и механизм передачи перемещений, выполненный в виде кольца 4. На нагрузочном устройстве установлен узел измерения 5, ось штока 6 которого перпендикулярна направлению приложения нагрузки F от нагрузочного устройства. Ножевой наконечник 7, расположенный на штоке 6, контактирует с поверхностью кольца 4. Для повышения точности измерения узел измерения 5 может быть закреплен на нагрузочном устройстве с воможностью перемещения вдоль своей оси и снабжен удлинителем 8 с ножевым наконечником 9, контактирующим с поверхностью кольца 4 в точке, противоположной точке контакта поверхности кольца 4 с ножевым наконечником 7 штока 6 узла измерения 5. Причем ножевые наконечники 7 и 9 располагаются в плоскости, перпендикулярной оси кольца 4. Кроме того, наконечники 7 и 9 штока 6 и удлинителя 8 узла измерения 5 могут быть выполнены плоскими.

Устройство работает следующим образом. Между подвижной 1 и неподвижной 2 плитами нагрузочного устройства в термической камере 10 устанавливаются исследуемый образец 3 и механизм передачи перемещений, выполненный в виде кольца 4. Причем кольцо 4 в момент силового замыкания плит 1 и 2 на исследуемом образце 3 имеет преднатяг. Ножевой наконечник 7, расположенный на штоке 6 узла измерения 5, подводится к поверхности кольца 4. После прогрева всех элементов в термической камере 10 фиксируется начальное показание считывающего устройства узла измерения 5. После нагружения силой F деформация кольца 4 будет соответствовать линейной деформации исследуемого образца 3. Сжатие кольца 4 по одной оси приводит к его уширению в перпендикулярном к этой оси направлению, которое фиксируется считывающим устройством узла измерения 5. Величина линейной деформации исследуемого образца 3 определяется по формуле δобр=(1,0876⋅δизм)⋅2, где δизм - разность конечного и начального показаний считывающего устройства узла измерения 5. При использовании узла измерения 5 с воможностью перемещения вдоль своей оси и снабженного удлинителем 8 с ножевым наконечником 9, контактирующим с поверхностью кольца 4 в точке, противоположной точке контакта поверхности кольца 4 с ножевым наконечником 7 штока 6 узла измерения 5, чувствительность устройства повышается вдвое. В этом случае величина линейной деформации исследуемого образца 3 определяется по формуле 5обр=1,0876⋅δизм. Узел измерения 5 и удлинитель 8 вынесены за пределы термической камеры 10.

Использование кольца в качестве механизма передачи перемещений позволило уменьшить количество звеньев измерительной цепи и минимизировать габариты устройства, а также повысить, особенно при схеме с двусторонним контактом наконечников узла измерения с кольцом, точность измерения деформации твердых тел малых размеров, в частности выполненных из инструментальных твердых сплавов в условиях повышенных температур.

1. Устройство для измерения линейной деформации объектов, содержащее нагрузочное устройство, исследуемый образец, механизм передачи перемещений и контактирующий с ним узел измерения, отличающееся тем, что механизм передачи перемещений выполнен в виде кольца, находящегося под нагрузкой вместе с исследуемым образцом между плитами нагрузочного устройства, узел измерения установлен на нагрузочном устройстве, а ось штока узла измерения перпендикулярна направлению приложения нагрузки от нагрузочного устройства и контактирует с поверхностью кольца через ножевой наконечник, расположенный в плоскости, перпендикулярной оси кольца.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел измерения закреплен на нагрузочном устройстве с возможностью перемещения вдоль своей оси и снабжен удлинителем с ножевым наконечником, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси кольца, и контактирующим с поверхностью кольца в точке, противоположной точке контакта поверхности кольца с ножевым наконечником штока узла измерения.

3. Устройство по пп.1, 2, отличающееся тем, что наконечники штока и удлинителя узла измерения выполнены плоскими.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено при исследованиях механических свойств материалов. Технический результат заключается в обеспечении возможности измерения угловых деформаций материалов цилиндрических образцов при их кручении в широком диапазоне температур и (или) при наличии агрессивных сред.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для одновременного измерения продольной и поперечной деформаций образцов. По сравнению с существующими измерение деформаций осуществляется коаксиально расположенными трубчатыми направляющими подвижными трубчатыми тягами.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к образцовым средствам измерения, предназначенным для поверки датчиков измерения малых перемещений. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для калибровки датчика измерения малых перемещений, содержащем основание, стойку, подвижный и неподвижный измерительные стержни, измерительные устройства в виде индикатора многооборотного и/или голографического длинномера, согласно изобретению в основании размещен винт, взаимодействующий с толкающим клином, поджатым пружиной горизонтальной, на наклонную поверхность которого опирается поджатый пружиной вертикальной подвижный измерительный стержень, имеющий возможность перемещения внутри неподвижного измерительного стержня посредством толкающего клина, на основании закреплена стойка, на которой соосно с подвижным и неподвижным измерительными стержнями размещены индикатор многооборотный и/или голографический длинномер, соединенный с электронным блоком, а калибруемый датчик измерения малых перемещений закреплен на подвижном и неподвижном измерительных стержнях.

Использование: для исследования деформации и напряжений в хрупких тензоиндикаторах. Сущность: что проводят акустико-эмиссионнные измерения сигналов образования трещин в хрупком тензопокрытии, при этом дополнительно измеряют концентрацию аэрозолей в приповерхностном слое хрупкого тензопокрытия, при этом при скорости изменения нагрузки до 0,1 кН/с с учетом 30-секундной поправки на задержку регистрации диагностируют процесс разрушения оксидной пленки тензоиндикатора и материала подложки.

Использование: для контроля процесса трещинообразования хрупких тензоиндикаторов при изменении уровня нагруженности в исследуемых зонах конструкции. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют акустико-эмиссионные измерения сигналов образования трещин в хрупком тензопокрытии с дополнительным измерением концентрации аэрозолей в приповерхностном слое хрупкого тензопокрытия.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для раннего выявления и измерения опасных деформаций ползучести в труднодоступных элементах конструкций.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения поперечных деформаций объектов и образцов при механических испытаниях, объектов, деформирующихся под действием внешней нагрузки.

Изобретение относится к технике испытаний материалов на прочность и жесткость при растяжении образцов. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения деформаций образцов при механических испытаниях. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к измерительной технике, и может быть использовано при определении физико-механического состояния материала образцов как с электропроводными покрытиями, так и без электропроводных покрытий.
Наверх