Установка для механических испытанийматериалов b труднодоступных mectax

Союа Соеетскнк Соцнапнстнческнк Республик(23) Приоритет 6 01 й 3/18 Государствекяый коиятет СССР яо ямам нзобретений я открытмйДата опубликования описания 2 30381(72) Автор иэобретения Я.А. Крохин Институт проблем прочности АН УЬралщ;кой ССР(54) УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ В ТРУДНОДОСТУПНЫХ МЕСТАХ Изобретение относится к областииспытаний материалов, в частности кустановкам для испытаний материалов в труднодоступных местах,Известна установка для испытаний материалов в труднодоступных.местах, содержащая основание,установленные на нем нагружающий механизм,термокамеру, расположенные в нейпассивную и активную тяги с захватами для крепления испытуемого образца и датчик нагрузки 11 .Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаемому эффекту является установка для 35механических испытаний материаловв труднодоступных местах, содержащаяпассивную и активную тяги с захватами для крепления образца, нагружакщиймеханизм, связанный с тягами, датчик 20нагрузки, датчик перемещения тяг,датчлки температуры, устанавливаемыена образце, блок управления, связанный с нагружающим механизмом и блоквывода данных, связанный с датчиком 25нагрузки, датчиками температуры лблоком управления 2 .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 тяг.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 суммато . ра соединен с блоком вывода данных.Кроме того, одна часть каналов блока вычислений выполнена в формс масштабных преобразователей, д другая - в форме функциональных преобразователей.На чертеже представлена схема предлагаемой установки.Установка содержит нагружающий механизм 1, связанный с пассивной 2 и активной 3 тягами, имеющими на концах захваты 4 л 5 для крепления испытуемого образца б. Датчик 7 нагрузки, закрепленный на активной тяге и основные датчики 8-10 темпера 815585туры, установленные на образце б соединены с блоком 11 вывода данных,который связан с нагружающим механизмом 1 через блок 12 управления. Блок13 вычислений, входы которого связаны с датчиками температуры и датчиком 7 нагрузки, служащий для моделирования поступающих в него сигналовв соответствии с заданными функциями, состоит, по крайней мере, изтрех каналов 14-16, представляющих 10собой в общем случае Функциочальныепреобразователи. Канал 14 выполненв 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 единицунагрузки 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, атакже с дополнительными датчиками17-21, установленными на пассивной и 25активной тягах 2 и 3,Кроме того, к каналу 15 подключено устройство (на чертеже не показано) для введения масштабного коэффициента, связанного с длиной участков З 0тяг 2 и 3, длиной образца б, их средними коэффициентами линейного теплового расширения, числом и положением датчиков температуры 8, 9, 10,17, 18, 19, 20 и 21 на этих участках. З 5Канал 16 выполнен в виде функционального преобразователя, входы которого связаны с каналом 15, блоком11 вывода данных, а также с устройством для введения масштабного коэффициента, связанного с геометрическими характеристиками тяг 2 и 3 образца б и модулем Юнга материалатяг 2 и З.Выходы блока 13 вычисленийсвязаны с сумматором 22,к которомутакже подключен датчик 23 перемещения 4тяг 2 и 3, а выход сумматора 22 соединен с блоком 11 вывода данных,Установка работает следующим образом,Испытуемый образец б закрепляют 50в захватах 4 и 5 и устанавливают нанем датчики 8-10 температуры, На пассивной и активной тягах 2 и 3 устанавливают дополнительные датчики 17,18, 19, 20 и 21 температуры, причемдля уменьшения количества датчиковкаждой группы без снижения точностиизмерений их размещают согласно следующей зависимостиМ=Р(1 Х ), а=2,Ъ,.п, к: 1 Л о,(оп60где- расстояние от границы образца или участка тяги доК-го датчика температуры;- длина образца или участкатяги; 65 о - число датчиков в группе;.ах - узлы гауссовой квадратурной Формулы интервала + 1и веса 1,В каналы 14-16 блока 13 вычислений вводят соответствующие исходныеданные, задают образцу б необходимуютемпературу испытаний и с помощьюнагружающего механизма 1 прикладывают усилие, соответствующее программеиспытаний, предварительно введеннойв блок 12 управления. При деформации образца сигналы датчика 7 нагрузки и датчика 23 перемещения тяг 2 и3 поступают в блок 11 вывода данных,где они обрабатываются и постугаютв блок 12 управления, который корректирует нагружающее усилие механизманагружения.В режиме мягкого нагружения сигнал на выходе сумматора 22 определяется суммой сигналов датчика 23 перемещения тяг 2 и 3 и сигналов каналов 14 и 15 блока 13 вычислений.Сигнал датчика 7 нагрузки подается наодин из входов канала 14 блока вычислений, а на другой вход этого каналаподается сигнал, соответствующий деформацииучастков тяг 2 и 3 междудатчиком 23 перемещения и образцомб под действием нагрузки. Таким образом, выходной сигнал канала 14, определяющий силовую деформацию указанных участков тяг 2 и 3, подается насумматор 22, где эта деформация сучетом знака исключается из показаний датчика 23 перемещений. Сигналыосновных и дополнительных датчиков8, 9, 10, 17, 18, 19, 20 и 21 температуры подаются на соответствующиевходы канала 15 блока 13 вычислений,куда также подаются сигналы, соответствующие масштабным коэффициентам,которые связаны с длиной участковтяг 2 и 3, длиной образца б, ихсредними 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 температурысоответствующих участков тяг 2 и 3или образца б по их длине и после ихсуммирования в сумматоре 22 определяют тепловую деформацию тяг 2 и 3 илиобразца б, которая при необходимостиисключается из показания датчика перемещений.В режиме жесткого нагружения сигнал на выходе суммдора 22 определяется помимо трех слагаемых еще ичетвертым - выходным сигналом канала16 блока 13 вычислений. На вход канала 16 подается сигнал из канала 15,а также сигнал, соответствующий масштабному коэффициенту, связанному сгеометрическими характеристиками тяг2 и 3 образца б и модулем Юнга материала тяг, Выходной сигнал канала 16815585 формула изобретения ВНИИПИ Заказ 1024/71 Тираж 907 Подписно илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна 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.,Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить точность испытаний путем компенсации тепловой и упругой деформации тяг. 1. Установка для механических испытаний материалов в труднодоступных местах, соцержащая пассивную и активную тяги с захватами для крепле ния образца, нагружающий 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, онаснабжена дополнительным . датчикамитемпературы, установленными на пассивной и активной тягах, многоканальным блоком вычислений,.входи которого связаны с датчиками температурыи датчиком нагрузки, сумматором,входы которого соединены с выходамиблока вычислений и датчиком перемещения тяг, а выход сумматора соединенс блоком вывода данных.2. Установка но и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что одна частькачалов блока вычислений выполненав форме масштабных преобразователей,а другая - в форме функциональныхпреобразователейИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 444085,кл. 0 01 М 318, 19 б 9.2. Сборник рефератов НИР и ОКР