Устройство для испытания эластичных материалов на многократное растяжение

 

Использование испытание на многократное растяжение синтетических нитей, полимерных пленок и других легкодеформируемых материалов с повышенной растяжимостью Сущность изобретения устройство содержит активный зажим связанный с эксцентриковым механизмом его перемещения , пассивный зажим, смонтированный на раме с возможностью осевого перемещения , средства для задания и измерения натяжения образца и средство для регистрации деформации. Пассивный зажим имеет шток с резьбой, размещенный внутри втулки, установленной на раме с противоположной зажиму стороны и имеющей резьбу в нижней части. Втулку охватывают гайка и опорная шайба, а шток - также гайка и шайба Между шайбами размещена силовая пружина, охватывающая втулку Затяжкой пружины задают натяжение образца. Средство для измерения образца выполнено в виде дуги из упругого материала с наклеенными тензорезисторами, связанного с шайбами Такая же дуга, связанная концами с зажимами, представляет собой средство для регистрации деформации образца. 2 з п ф-лы 3 ил Ё

ю",т!-чт "лсщц

„„. Ж „„1751658 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичРских

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 N 3/32

Ü1 0""i

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744377/12 (22) 02.10.89 (46) 30.07.92. Бюл. N. 28 (71) Дальневосточный политехнический институт им, В.В. Куйбышева (72) Г.А.Лаврушин (56) Авторское свидетельство СССР

М 140601, кл, G 01 N 3/32, 1960. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА МНОГОКРАТНОЕ РАСТЯЖЕНИЕ (57) Использование: испытание на многократное растяжение синтетических нитей, полимерных пленок и других легкодеформируемых материалов с повышенной растяжимостью. Сущность изобретения: устройство содержит активный зажим, связанный с эксцентриковым механизмом его перемещения, пассивный зажим, смонтированный на

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов и может быть ис":пОльзовано при испытании на многократное растяжение синтетических нитей, полимерных пленок и других эластичных ма. териалов.

Известно. устройство для испытания эластичных материалов на многократное растяжение, содержащее смонтированные нэ раме расположенные соосно одйн над другим пассивный и активный зажимы, эксцентриковый механизм перемещения активного зажима, связанный с приводом и средства для задания и измерения натяжения образца.

Недостаток известного устройства заключается в том. что не дает возможности проводить различные типы испытания при реализации сложных режимов нагружения; характеризующихся заданными параметра2 раме с возможностью осевого перемещения. средства для заданйя и измерения натяжения образца ..и средство для регистрации деформации, Пассивный зажим имеет шток с резьбой, размещенный внутри втулки, устайовлейной на раме с противоположной зажиму стороны и имеющей резьбу в нижней части. Втулку охватывают гайка и опорная шайба; а шток — также гайка и шайба, Между шайбами размещена силовая пружина, охватывающая втулку. Затяжкой пружины задают натяжение образца.

Средство для измерения образца вййолнено в виде дуги из упругого материала с наклеенными тензорезисторами, связанного с шайбами. Такая же дуга, связанная концами с эажимамй, представляет собой средство Я для регистрации деформации образца. 2 э.п. ф-лы, 3 ил. ф ми как по деформациям, так и по напряжениям.

Другим недостатком прибора является то, что для поддержания постоянной нагрузки необходимы перерывы в его работе, что сказывается на качестве результатов.

Цель йзобретения — расширение технологических возможностей устройства при комплексном исследовании механических свойств эластичных материалов на различные режимы многократного нагружения как по деформациям, так и по напряжениям.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для испытания эластичных материалов на многократное растяжение, содержащем смонтированные на раме расположенные соосйо один над другим пассивный и активный зажимы, эксцентриковый механизм перемещения активного зажима. связанный с приводом и средства

1751658 для задания и измерения натяжения образца, дополнительно содержит средство для регистрации деформации образца, связанное с зажимами, пассивный зажим смонтирован на раме с возможностью осевого перемещения и имеет шток, одним концом жестко связанный с верхней частью зажима; а другим, снабженным резьбой, связанный со средством для измерения натяжения образца, при этом средство для задания натяжения образца содержит втулку, закрепленную с противоположной пассивному зажиму стороны на раме соосно ему и имеющую резьбу на внешней поверхности, первые гайку и опорную шайбу, охватывающие втулку в нижней части, вторые гайку и шайбу, расположенные над втулкой и охватывающие резьбовую часть штока и силовую пружину, размещенную между шайбами и охватывающую втулку, причем шток размещен внутри втулки, при этом средство для измерения натяжения образца выполнено в виде дуги из упругого материала с наклеенными из ней тензорезисторами, включенными в измерительной мост, при этом концы дуги связаны с первой и второй шайбами соответственно; средство для регистрации деформации образца выполнено в виде дуги из упругого материала с наклеенными на ней тензорезисторами, включенными в измерительный мост, причем концы дуги связаны с пассивным и активным зажимами соответственно.

На фиг. 1 показана схема установки; на фиг. 2 — разрез А-А йа фиг. 1; на фиг, 3— схема перемещения активного зажима.

Устройство для испытания эластичных материалов на многократное растяжение состоит из механической части и комплекса измерительной аппаратуры для регистрации усилий и деформаций. Образец 1 заправляют в зажимах 2 и 3, один иэ которых связан с эксцентриковым нагружающим механизмом, закрепленном на раме, а другой установлен соосно с первым у противоположного конца рамы и узел измерения разности перемещения зажимов, Пассивный зажим 2; не связанный с нагружающим механизмом, закреплен на конце штока 4, установленного в отверстие рамы с возможностью и родольного перемещения, При этом второй конец штока выполнен с резьбой, пропущен через отверстие втулки

5, закрепленной на раме, и снабжен шайбой

6 с гайкой 7.. Причем внешняя поверхность втулки снабжена резьбой, на которой надета гайка 9 с опорной шайбой 10 и надета силовая пружина 8, Один конец пружины оперт на опорную шайбу с гайкой, а другой — на шайбу 6 надетую на шток 4.

20 Вращение коленчатого вала обеспечивается электродвигателем 21 через редуктор.22. Число оборотов фиксируется счетчиком 23

30

40

Кроме того, пружина связана с узлом измерения натяжения образца, который выполнен в виде дуги 11 из упругого материала с наклеенными тензореэисторами.12, включенными в измерительный мост, При этом один конец дуги связан с опорной шайбой, а другой соединен с шайбой надетой на ТоК а.

Активный зажим 3 закреплен на штоке

13, перемещающимся в направляющих ста- кана 14 (фиг, 2). Шток 13 и стакан 14 образуют плунжерную пару, Шток 13 шарнирно связан с эксцентриковой системой, состоящей из коленчатого вала 15, щек 16, валика

17, сухариков 18, винтов 19, шатуна 20. Beлйчину перемещения нижнего зажима 3 устанавливают изменением эксцентриситета, перемещая валик 17 в щеках 16 винтами 19 с помощью сухариков 18.

Узел измерения разности перемещения зажимов выполнен в виде дуги 24 из упругого материала, концы которой связаны с зажимами 2 и 3, На дуге наклеены тензорезисторы 25, включенные в измерительный мост, Механическая часть устройства крепится на раме 26 и станйне 27, Рассмотрим реализацию нескольких типов нагружения, Первый тип нагружения на усталость: амплитуда динамической деформации Ь E и среднее статическое. напряжение а р постоянны, Величину деформации образца определяют: разностью перемещений пассивного и активного зажимов 2 и 3. Величину перемещения активного зажима 3 ус ганавлива1от изменением эксцентриситета, которую устанавливают перемещением валика 17 в щеке 16 коленчатого вала 15 винтом 19. При этом активный зажим 3 занимает крайнее. начальное положение Ао (фиг. 3), отвечающее максимальному перемещению активного зажима при повороте коленчатого вала 15 на 180 . Начальное положение активного зажима устанавливают вручную вращением вала электродвигателя

21, который обеспечивает режим циклического нагружения, Величину перемещения пассивного зажима 2 определяют по осадке пружины 8, Для иэмерейия деформации и контроля асимметрии цикла между зажима- . ми крепят упругий элемент 24 с тензорезисторами 25, включенными в мостовую схему, которая подает сигнал деформации на цифровой вольтметр или шлейфовый ос1751658 циллограф. Постоянство амплитуды дина- ном состоянии при останове YGTpoAcTBB, Комической деформации AF. обеспечивают торые периодически повторяются при цик выбором остаточной циклической деформа- лияеском нагружении. ции с помощью пассивного зажима 2, кото- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я рый соединен со штоком 4 с воэможностью 5 1, Устройство для испытания эластичперемещения в направляющих втулки 5 c Hblx материалов на многократное растяжевинтовой резьбой на внешней поверхности; ние, содержащее смонтированные на раме по которой перемещают гайку 9, предназна- расположенные соосно один над другим ченную для регулирования деформации в пассивный и активный зажимы, эксцентриобраэце 1 с помощью пружины 8 и упругого 10 ковый механизм перемещения активного элемента 11 с тензореэистором 12, вклю- зажима, связанный с приводом, и средства ченными в мостовую схему, которая подает для задания" и-измерения натяжения образсигнал нагрузки на цифровой вольтметр или ца, о т л и ч а ю щ е е c ÿ тем, что, с целью шлейфовый осциллограф. расширения технологических возможноВторой тип нагружения на усталОСть: 15 стей, онодополнительно содержитсредство амплитуда динамического напряжения и для регистрации деформации образца, свясреднее статическое напряжение постоян - занноесзажимами,пассивныйзажимсмонны, Величину усилия в образце 1 определя- тирован на раме с возможностью осевого ют по осадке пружины 8. Для измерения перемещения и имеет шток, одним концом усилия и контроля асимметрии цикла между 20 жестко связанный с верхней частью эажиопорными шайбами 6 и 10 пружины 8 крепят ма, а другим, снабженным резьбой, связанупругий элемент 11 с тензорезисторами 12, ный со средством для измерения натяжения включенными в мостовую схему, которая по- образца, при этом средство для задания надает сигнал нагрузки на цифровой вольт- тяжения образца содержит втулку, эакрепметр или шлейфовый осциллограф, 25 ленную с противоположной пассивному

Величина. осадки пружины 8 контролирует- зажиму стороны на раме:соосно ему и имеся гайкой 9, которая через эту пружину свя- ющую резьбу на внешней поверхности, перзана со штоком 4, пассивным зажимом 2 и вые гайку и опорную шайбу, охватывающие образцом 1, втулку в нижней части, вторые гайку и шайВеличина усилия зависит от осадки пру- 30 бу, расположенные над втулкой и охватыва- . жины 8, которая эависитот координаты точ- ющие резьбовую часть штока, и силовую ки А кривошипа (фиг, 3) при вращении пружину, размещенную между шайбами и относительно центра 0 и жесткости испыту- охватывающую втулку, причем шток размеемого образца. Постоянство амплитуды ди- щен внутри втулки, намического напряжения и среднего 35 2. Устройство по и. 1, о т л и ч.а ю щ е естатического напряжения обеспечивают ча- с я тем, что средство для измерения натястичным выбором остаточной циклической жения образца выполнено в виде дуги из деформации с помощью верхнего зажима 2. упругого материала с наклеенными иа ней

Величину деформации образца 1 определя- тензорезисторами, включенными в измериют разностные перемещения пассивного и 40 тельный мост, при этом концы дуги связаны активного зажимов 2 и 3. Для измерения C ïåðâoéèâòoðîéшайбамисоответственно, деформации образца 1 между зажимами 3, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е епринят упругий элемент 24 с тензорезисто- с я тем, что средство для регистрации дерами 25, включенными в мостовую схему, формации образца выполнен в виде дуги из которая подает сигнал деформации на циф- 45 упругого материала с наклеенными на ней ровой вольтметр или шлейфовый осцилло- тензорезисторами, включенными в иэмериграф. тельный мост, причем концы дуги связаны с

Составляющие полной деформации ис- пассивным и активным зажимами соответпытуемого образца определяют в свобод- cTBGHHo, 50

1751658

1В

ФигЗ

Составитель Г. Лаврушин

Техред М,Моргентал Корректор И. Муска

Редактор А. Долинич

Заказ 2687 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

1f

1751658 А