Установка для механических испытанийматериалов b труднодоступных mectax

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВ ИТЕЛЬСТВУ

Союа Советскнк

Соцнаюктическнк

Pacnyáàíê о>815585 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (5))W КлЗ (22) Заявлено 0404,79 (2f) 2748191/25-28 с присоединением эаявки М (23) Приоритет

G 0l N 3/18

Государствекяый коиятет

СССР яо дмаи нзобретемвв в открытмй

Опубликовано 230381 Бюллетень HQ 11 (53) УДХ 620. 172.. 251 (088. 8) Дата опубликования описания 2 3,0381

F (72) Автор иэобретения

Я.А. Крохин

Институт проблем прочности АН УЬраыщ кой ССР (7 1 ) Заявитель (5 4 ) УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

МАТЕРИАЛОВ В ТРУДНОДОСТУПНЫХ МЕСТАХ

Изобретение относится к области испытаний материалов, в частности к установкам для испытаний материалов в труднодоступных местах.

Известна установка для испытаний материалов в труднодоступных .местах, содержащая основание,установленные на нем нагружающий механизм, термокамеру, расположенные в ней пассивную и активную тяги с захватами для крепления испытуемого образца и датчик нагрузки (11 .

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для 35 механических испытаний материалов в труднодоступных местах, содержащая пассивную и активную тяги с захватами для крепления образца, нагружакщий механизм, связанный с тягами, датчик 20 нагрузки, датчик перемещения тяг, датчики температуры, устанавливаемые на образце, блок управления, связанный с нагружающим механизмом и блок вывода данных, связанный с датчиком нагрузки, датчиками температуры и блоком управления f25 .

Недостатком этих установок является низкая точность испытаний,обусловленная удлинением тяг вследствие 30 их теплового расширения и приложения к ним нагружающих усилий.

Цель изобретения — повышение точности испытаний путем компенсации тепловой.к упругой деформации тя ".

Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена дополнительными датчиками температуры, установленными на пассивной и активной тягах, многоканальным блоком вычислений, входы которого связаны с датчиками температуры и датчиком нагр,. зки, сумматором, входы которого соединены с выходами блока вычислений и датчиком перемещения тяг, а выход сумматора соединен с блоком вывода данных.

Кроме того, одна часть каналов блока вычислений выполнена в формс масштабных преобразователей, а другая — в форме функциональных прес(разователей.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки.

Установка содержит нагружающий механизм 1, связанный с пассивной 2 и активной 3 тягами, имеющими на концах захваты 4 и 5 для крепления испытуемого образца 6. Датчик 7 нагрузки, закрепленный на активной тяге и основные датчики 8-10 темпера815585 туры, установленные на образце 6 соединены с блоком 11 вывода данных,который связан с нагружающим механизмом 1 через блок 12 управления. Блок

13 вычислений, входы которого связаны с датчиками температуры и датчи- 5 ком 7 нагрузки, служащий для моделирования поступающих в него сигналов в соответствии с заданными функциями, состоит, по крайней мере, из трех каналов 14-16, представляющих 0 собой в общем случае функциочальные преобразователи. Канал 14 выполнен в виде масштабного преобразователя, один вход которого соединен с датчиком 7 нагрузки, а другой — с устройством (на чертеже не показано) ввода масштабного коэффициента, соответствующего деформации на единицу нагрузки участков активной 2 и пассивной 3 тяг между двумя точками.

Канал 15 выполнен в виде многоканального масштабного преобразователя, каждый канал которого связан с основными датчиками 8-10 температуры, а также с дополнительными датчиками

17-21, установленными на пассивной и 35 активной тягах 2 и 3.

Кроме того, к каналу 15 подключено устройство (на чертеже не показано) для введения масштабного коэффициента, связанного с длиной участков З0 тяг 2 и 3, длиной образца 6, их средними коэффициентами линейного теплового расширения, числом и положением датчиков температуры 8, 9, 10, 17, 18 19, 20 и 21 на этих участках. З5

Канал 16 выполнен в виде функционального. преобразователя, входы которого связаны с каналом 15, блоком

11 вывода данных, а также с устройством для введения масштабного коэффициента, связанного с геометрическими характеристиками тяг 2 и 3 образца 6 и модулем Юнга материала тяг 2 и З.Выходы блока 13 вычислений связаны с сумматором 22,к которому также подключен датчик 23 перемещения4$ тяг 2 и 3, а выход сумматора 22 соединен с блоком 11 вывода данных.

Установка работает следующим образом.

Испытуемый образец б закрепляют 50 в захватах 4 и 5 и устанавливают на нем датчики 8-10 температуры. На пассивной и активной тягах 2 и 3 устанавливают дополнительные датчики 17, 18, 19, 20 и. 21 температуры, причем для уменьшения количества датчиков каждой группы без снижения точности измерений их размещают согласно следующей зависимости 26 =R(LX„),a=2,Ú,..., к=1,2...a, (O)

60 где  — расстояние от границы образца или участка тяги до

К-го датчика температуры, — длина образца или участка тяги; 65 а — число датчиков в группе; а х„- узлы гауссовой квадратурной формулы интервала + 1 и веса 1.

В каналы 14-16 блока 13 вычислений вводят соответствующие исходные данные, задают образцу б необходимую температуру испытаний и с помощью нагружающего механизма 1 прикладывают усилие, соответствующее программе испытаний, предварительно введенной в блок 12 управления. При деформации образца сигналы датчика 7 нагрузки и датчика 23 перемещения тяг 2 и

3 поступают в блок 11 вывода данных, где они обрабатываются и постугают в блок 12 управления, который корректирует нагружающее усилие механизма нагружения.

B режиме мягкого нагружения сигнал на выходе сумматора 22 определя.ется суммой сигналов датчика 23 перемещения тяг 2 и 3 и сигналов кана-. лов 14 и 15 блока 13 вычислений.Сигнал датчика 7 нагрузки подается на один из входов канала 14 блока вычислений, а на другой вход этого канала подается сигнал, соответствующий деформации участков тяг 2 и 3 между датчиком 23 перемещения и образцом б под действием нагрузки. Таким образом, выходной сигнал канала 14, определяющий силовую деформацию указанных участков тяг 2 и 3, подается на сумматор 22, где эта деформация с учетом знака исключается из показаний датчика 23 перемещений. Сигналы основных и дополнительных датчиков

8, 9, 10, 17, 18, 19, 20 и 21 температуры подаются на соответствующие входы канала 15 блока 13 вычислений, куда также подаются сигналы, соответствующие масштабным коэффициентам, которые связаны с длиной участков тяг 2 и 3, длиной образца б, их средними коэффициентами линейного теплового расширения, числом и положением датчиков 8, 9, 10, 17,18, 19, 20 и 21 температуры на этих участках.

Выходные сигналы этого канала являются значением интеграла температуры соответствующих участков тяг 2 и 3 или образца 6 по их длине и после их суммирования в сумматоре 22 определяют тепловую деформацию тяг 2 и 3 или образца б, которая при необходимости исключается из показания датчика перемещений.

В режиме жесткого нагружения сигнал на выходе сумм атора 22 определяется помимо трех слагаемых еще и четвертым — выходным сигналом канала

16 блока 13 вычислений. На вход канала 16 подается сигнал из канала 15, а также сигнал, соответствующий масштабному коэффициенту, связанному с геометрическими характеристиками тяг

2 и 3 образца 6 и модулем Юнга материала тяг. Выходной сигнал канала 16

815585

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 1024/71 Тираж 907 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 определяет ту часть тепловой деформации, которая в схеме жесткого нагружения приходится на тяги 2 и 3. На выходе сумматора 22 эта частичная деформация с учетом знака исключается..

Tаким образом, предлагаемая установка позволяет повысить точность испытаний путем компенсации тепловой и упругой деформации тяг.

1. Установка для механических испытаний материалов в труднодоступных местах, соцержашая пассивную и активную тяги с захватами для крепле- 15 ния образца, нагружанхций механизм, связанный с тягами, датчик нагрузки, датчик перемещения тяг, датчики температуры, устанавливаемые на образце, блок управления, связанный с на- Щ гружающим механизмом,и блок вывода данных, связанный с датчиком нагрузки, датчиками температуры и блоком управления, о .т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности испытаний путем компенсации тепловой и упругой деформации тяг, она снабжена дополнительным . датчиками температуры, установленными на пассивной и активной тягах, многоканальным блоком вычислений,.входы которого связаны с датчиками температурыи датчиком нагрузки, сумматором, входы которого соединены с выходами блока вычислений и датчиком перемещения тяг, а выход сумматора соединен с блоком вывода данных.

2. Установка но и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что одна часть качалов блока вычислений выполнена в форме масштабных преобразователей, а другая — в форме функциональных преобразователей..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

444085,кл. G 01 М 3/18, 19б9.

2. Сборник рефератов НИР и OKP (ВНИИ. Центр), 1975, серия 10, Р 2, с. 29 (прототип}.