Устройство для испытания образцов материалов на круговой изгиб

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания образцов материалов на круговой изгиб. Цель изобретения - повышение точности при испытании длинномерных образцов из хрупких материалов типа световодов . Устройство содержит горизонтальный реверсивный электродвигатель 1, на оси ко,- торого установлена ведущая шестеренка 2, с которой связаны через дополнительные шестерни 3. На последних соосно установлены захваты 4. По обе стороны от оси двигателя 1 расположены две вертикальные стойки с фторопластовыми втулками ифотоприемниками. Образцы 5 устанавливают концами на оси шестерен 3 при помощи захватов 4, а другие концы устанавливают во втулках стоек, предварительно изогнув образцы 5 на заданную величину радиуса изгиба . При включении двигателя 1 вращаются захваты 4 с образцами 5, а разрушение последних фиксируется при помощи соответствующих фотоприемников. При этом в процессе испытания длинномерных образцов обеспечивается нагружение световода чистым изгибом по всей длине образца, что повышает точность испытаний. 2 ил. fe ч со о hO ел чэ

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789655/28 (22) 09.02.90 (46) 07.06.92. Бюл. № 21 (71) Научно-исследовательский институт электровакуумного стекла (72) B.Ô.4óïðàêoâ (53) 620.174 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1536260, кл. 6 01 N 3/32, 1988, Авторское свидетельство СССР

N 1436005, кл. G 01 N 3/32, 1987.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1536257, кл. G 01 N 3/32, 1988, Борздыка А.М. Методы горячих механи ческих испытаний металлов, — М.: Металлургия, 1962, с. 368, рис, 302. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ.НА КРУГОВОЙИЗГИБ (57) Изобретение относится к испытатель-. ной технике и может быть использовано для испытания образцов материалов на круговой изгиб. Цель изобретения — повышение

„„5LI ÄÄ 1739259 А1 точности при испытании длинномерных образцов из хрупких материалов типа световодов. Устройство содержит горизонтальный реверсивный электродвигатель 1, на оси которого установлена ведущая шестеренка 2, с которой связаны через дополнительные шестерни 3. На последних соосно установлены захваты 4, По обе стороны от оси двигателя 1 расположены две вертикальные стойки с фторопластовыми втулками и.фотоприемниками.. Образцы 5 устанавливают концами на оси шестерен 3 при помощи захватов 4, а другие концы устанавливают во втулках стоек, предварительно изогнув образцы 5 на заданную величину радиуса изгиба. При включении двигателя 1 вращаются захваты 4 с образцами 5, а разрушение последних фиксируется при помощи соответствующих фотоприемников. При этом в процессе испытания длинномерных образцов обеспечивается нагружение световода чистым изгибом по всею длине образца, что повышает точность испытаний. 2 ил.

1739259

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания на круговой изгиб.

Известно устройство для испытания материалов на многократный изгиб, содержащее за>кимы для крепления испытываемых образцов, выполненные в виде стоек с шаровыми шарнирами, Недостатком известного технического решения является то, что шаровым шарниром не обеспечивается возможность регистрации оптического сигнала, проходящего через исследуемый образец, Известна также устройство для испытания длинномерных материалов на многократный изгиб, характеризующееся использованием горйзонтального электродвигателя с расположенной на его валу ведущей шестерней, взаимодействующей с исполнительными шестернями, оси которых параллельны, и захвата, установленного соосно шестерням, а также устройство для испытания материалов на многократный изгиб, характеризующееся использованием привода с ведущей шестерней и взаимодействующими с ней исполнительными шестернями, на которых соосно установлены зажимы для концов образцов, Н едостатком указанных устройств я вляется отсутствие свободного вращения концов образцов вокруг своей оси и возможности изменения местоположения стоек относительно сетки возможных ради-. усов изгиба.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату.является устройство для испытания образцов материалов на круговой изгиб, содержащее станину, установленные на ней активный захват, кинематически связанный с ним привод вращения, стойку с шарнирно установленным в ней пассивным захватом и связанное с пассивным захватом средство регистрации.

Недостатком этого устройства является непостоянство изгибающих нагрузок, так как отсутствует фиксация конкретного радиуса изгиба: провод изгибается неопределенным образом, при этом и величина растягивающего усилия непостоянна. Зто сильно снижает точность измерения и не позволяет использовать это устройство для испытания световодов, изготовленных из хрупких материалов, например стекол различного типа, и т.д.

Цель изобретения — повышение точности при испытаниях длинномерных образцов из хрупких материалов типа световодов путем обеспечения нагрузки световода чистым изгибом по всей длине образца.

Для достижения указанной цели в устройстве для испытания образцов материалов на круговой изгиб, содержащем станину, установленные на ней активный захват, кинематически .связанный с ним привод вращения, стойку с шарнирно установленным в ней пассивным захватом и связанное с пассивным захватом средство регистрации, пассивный захват установлен с возможностью осевого перемещения перпендикулярно оси активного захвата, а средство регистрации выполнено в виде источника света, закре ленного на активном захвате. и фотоприемника, закрепленного на пассивном захвате, На фиг.1 и 2 изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из расположенного горизонтально реверсивного электродвигателя 1, на оси которого установлена ведущая шестеренка 2. С ведущей шестеренкой связаны четыре дополнительные шестерни

3, на которых соосно установлены захваты 4 для испытываемых образцов 5, изогнутых по определенному, наперед заданному радиусу, Две вертикальные стойки 6 с отверстиями, фторопластовыми втулками 7 и фотоприемниками 8 располагаются по обе стороны от оси электродвигателя на горизонтальной плоскости, на которой нанесена сетка 9 возможных радиусов изгиба, Устройство работает следующим образом.

Один конец исследуемых образцов.5 закрепляется на оси исполнительных шестерен 3 с помощью осевого захвата.4 в виде втулки с резиновым вкладышем. Другой конец каждого образца вставляется в отверстие стойки 6, Затем каждая из стоек устанавливается таким образом, чтобы радиус изгиба образца совпадал с требуемым для испытаний радиусом согласно сетке 9 возможных радиусов изгиба, нанесенной на горизонтальной плоскости симметрично по обе стороны от оси вращения электродвигателя.

При включении электродвигателя начинает вращаться ведущая шестерня 2, передавая вращение исполнительным шестерням 3. В результате начинают вращаться осевые захваты 4 с закрепленными в них изогнутыми испытываемыми образцами 5. Момент разрушения фиксируется визуальна либо с помощью оптической измерительной системы (не показана), в состав которой входит источник излучения (не показан), подключенный к одному из концов световода, фотоприемник 8 и многоканальный измерительный прибор с автоматической регистрацией времени до разрушения

1739259 образца и отключения электродвигателя после разрушения всех четырех образцов {не показан).

По сравнению с известной в предлагаемой конструкции осуществляется вращательное движение вокруг оси образца, изогнутого по определенному заранее заданному радиусу. При этом реализуется возможность испытывать на изгибную прочность все поперечное сечение световода, а не только 1/6 часть площади поперечного сечения, как это имеет место в известном изгибающем испытательном устройстве, в котором происходит переменное сжатие (+) и растяжение (-) лишь части поперечного сечения образца, а большая часть поперечного сечения образца не испытывает воздействия нагрузки. В предлагаемом устройстве за один оборот световода вокруг своей оси волна сжатия (+) обегает все сечение образца. Кроме того, в предлагаемой установке исключается контакт изгибаемого участка испытываемого образца с какимлибо элементом конструкции, Это существенно повышает качество эксперимента и надежность получаемых результатов при испытании образцов хрупких материалов или непокрытых оболочкой стекол, исключая повреждение поверхности образцов во время испытаний.

Проведение испытания световодов из поликристаллического материала КРС-5 показали, что 95 образцов выборки в 50 штук разрушились не более чем через 20 циклов изгибов по радиусу 75 мм. а при радиусе изгиба 50 мм все 1007 образцов разрушались не ранее чем через 10 циклов изгиба, Предлагаемое устройство позволяет проводить испытания протяженных образ5 цов хрупких материалов, например световодов на основе поликристаллов, кварцевых, халькогенитных или фторидных и др. стекол.

При этом обеспечивается необходимая точность и достоверность испытаний. которая

10 позволит соответствующим образом прогнозировать и гарантировать долговременную прочность световодов, необходимую при эксплуатации этих изделий.

15 Ф о рмул а изобретен ия

Устройство для испытания образцов материалов на круговой изгиб, содержащее

":станину, установленные на ней активный захват, кинематически связанный с ним

20 привод вращения, стойку с шарнирно установленным на ней пассивным захватом и связанное с пассивным захватом средство регистрации,отлича ющееся тем, что, с целью повышения точности при испыта25 нии длинномерных образцов из хрупких материалов типа световодов путем обеспечения нагружения световода чистым изгибом по всей длине образца, пассивный захват установлен с возможностью осевого

30 перемещения перпендикулярно оси активного захвата, а средство регистрации выполнено в виде источника света, закрепленного на активном захвате. и фотоприемника, закрепленного на пассивном

35 захвате.