Устройство для испытания образцов материалов на растяжение

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801026 ц 0 01 Б 3/08 ГОСУ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ДЕТЕЙ ЬСТВ АВТ СПЫТАНИЯЯЖЕНИЕ,илоизмериажимов,ную с(54) (57) 1. УСТРОЙСТ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ содержащее зажимы об тель, связанный с од контактную скобу, ус О ДЛЯА РАССазца,им изановле АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ленинградский ордена ТруКрасного Знамени институт тной и легкой промышленностиим. С.М,Кирова(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 229835, кл, 6 01 И .3/08;.1968.2. Авторское свидетельство СССРР 211865, кл, 6 01 И 31/16, 1968(прототип). возможностью взаимодействия.с подвижным элементов силоиэмерителя и связанную с другим зажимом, а также связанный с этим зажимом нагружающий механизм и измеритель де. формации,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения техноловических возможностей путем непосредственного определения деформационной жесткости испытуемых образцов, связь контактной скобы с зажимом выполнена в виде рычажно-шарнирного ме ханизма, состоящего из двух параллельных неравноплечих рычагов второго рода и тяги, соединяющей их с по.мощью шарниров, один из рычагов соединен с контактной скобой и иМеет соотношение плеч 1;2, а другой соединен с зажимом образца и имеет соотношение плеч 1:4.102 б 034 2. Устройство по п.1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что силоизмеритель выполнен в виде консольно закрепленной балочки с опорой, установленной с возможностью перемещения вдоль нее. 3. Устройство по и. 1, о т л ич.а ю щ е е с я тем, что силоивмеИзобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания образцов на растяжение, и может быть использовано при испытаниях полимерных материа- лов,Известно устройство для испытания текстильных материалов на релаксацию, содержащее силоиэмерительную балку, кинематически связанную с. верхним. зажимом устройства и несущую тейзодатчик, связанный с регистрирующим и регулирующим приспо-соблениями, и приспособление для нагрузки и разгрузки:образца 1.15 Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатух предлагаемому является устройстводля испытания образцов материаловна растяжение, содержащее зажимы образца, силоизмеритель, связанный содним из зажимов, контактную скобу,установленную с возможносью взаимодействия с подвижным элементом силоизмерителя и связанную с другйм зажимом, а также связанный с этим зажимом нагружающий механизм и измеритель деформации 2)Недостатком известных устройств является невозможность непосредственно определять деформационную жесткость испытуемого образца, что ограничивает технологические возможности устройства,Цель изобретения - расширение технологических воэможностей путем непосредственного определения деформационной жесткости испытуемого образца,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для испытания образцов материала на растяжение, содержащем зажимы образца, силоизмеритель,связанный с одним из зажимов, контактную скобу, установленную с возможностью взаимодействия с подвижным 45.элементом, силоизмерителя и связаннуюс другим зажимом, а также связанныйс этим зажимом нагружающий механизми измеритель деформации, связь конритель выполнен в виде двух рычагов,установленных с возможностью вращения в параллельных плоскостяхвокруг общей оси, и консольно закрепленных на свободных концах этихрычагов упругих балочек, свободные концы которых соединены шарнирно с помощью тяг в точке, лежащей на оси рычагов. тактной скобы с зажимом выполнена ввиде рычажно-шарнирного механизма,состоящего из двух параллельных неравноплечих рычагов второго рода итяги, соединяющей их с помощью шарниров, один иэ рычагов соединен сконтактной скобой и имеет соотношение плеч 1 ф 2, а другой соединен сзажимом образца и имеет соотношениеплеч 1:4,Кроме того, силоиэмеритель выполнен либо в виде консольно закрепленной балочки с опорой, установленной с воэможность перемещениявдоль нее, либо в виде двух рычагов,установленных с возможностью вращения в параллельных плоскостях вокругобщей оси, и консольно закрепленныхна свободных концах этих рычагов упругих балочек, свободные концы которыхсоединены шарнирно с помощью тяг вточке, лежащей на оси рычагов. На фиг. 1 изображена схема устройства для испытания образцов материалов на растяжение; на фиг. 2 -схема силоизмерителя,Устройство содержит верхний 1 инижний 2 зажимы для крепления образца 3, Верхний зажим 1 тягой 4шарнирно соединен с силоизмерителем,выполненным в виде консольно закрепленной балочки 5, снабженнойопорой б, установленной с возможностью перемещения вдоль балочки 5,Связь контактной скобы 7 с верхнимзажимом 1 выполнена в виде рычажно-шарнирного механизма, состоящегоиз двух параллельно неравноплечихрычагов 8 и 9 второго рода и тяги10, соединяющей их с помощью шарниров 11 и 12. При этом рычаг 8 соединен" с контактной скобой 7 и имеет соотношение плеч 1;2, а рычаг 9соединен через тягу 13 с нижним зажимом 2 и имеет соотношение плеч1:4, Рычаг 9 с укрепленным на немгрузом 14 взаимодейтсвует с кулачком 15, вращающимся от шагового двигателя (не показан) . Балочка 5 черезконтактную скобу 7 взаимодействует с50 электроприводом (не показан) перемещения опоры 6, которая снабженастрелкой 16 и пером 17 для отсчетапо шкале 18 и записи на диаграммнуюбумагу 19 величины измеряемой деформационной жесткости образца 3. Длязаписи удлинения образца предусмотренсельсив-датчик 20, ротор которогосвязан с рычагом 8,Силоиэмеритель с линейной зависимостью деформационной жесткости )Вот параметра,"изменяющего жесткотьсилоиэмерителя (фиг. 2), выполненв виде двух рычагов 21 и 22, ус-:тановленных на корпусах шестерен23 и 24, вращающихся в параллельных 15плоскостях вокруг общей оси, и закрепленных консольно на рычагах 21и 22 упругих балочек 25 и 26, свободные концы которых шарнирно соединены тягами 27 и 28 в точке 29, 2 Осоединенной тягой 30 с верхним зажимом 1 и лежащей на продолжении общей оси вращения,Кинематическая связь электроприво:Да 31 поворота рычагов 21 и 22 осу- . 2 дществлйется через редуктор, состоящийиз червяка 32,червячного колеса.33,Шестерни 34, находящейся в зацеплении одвовреж;нно с шестерней 23 сзакрепленным .на ней рычагом 21 ишестерней 35, имеющей равное количество зубьев с шестерней 34. Шестерня 35 находится в зацеплении сшестерней 24.с укрепленным на нейрычагом 22. Рычаг 21 соединен сострелкой-указателем 36 для отсчета деформационнойжесткости по шка.ле 37 и сельсия-датчиком 20.Устройство работает следующимобразом.Образец 3 нагружается грузом 14 40за счет новорота кулачка 15 (фиг.1).При этом образец удлиняется ва величину Й, равную прогибу балочки 5,что достигается в результате выбранного соотношения плеч рычагов 8 и 459. Замыкание одного иэ контактовконтактной скобы 7 включает электропривод опоры 6 до момента, пока неисчезнет, усилие в тяге 10 и контакты не разомкнутся. В этот моментстрелка-указатель 16 показывает нашкале 18 величину деформационной,жесткости образца 3, которая одновре- . мевно фиксируется на диаграммной бумаге 19. В дальнейшем снлоизмеритель постоянно поддерживает отсутствие усилия в, тяге 10, положение опоры 6 показывает изменение деформационной жесткости образца 3 в каждый момент испытания, а сельсин-датчик 20 фиксирует удлинение образца 3.Силоизмеритель с линейной зависимостью деформационной жесткости от параметра, изменяющего жесткость силоизмерителя, работает следующим образом.При нагружении образца 3 шарнир, установленный в точке 29 и связанный с верхним зажимом 1 через тягу 10, перемещается на .величину, равную удлинению образца 3. В этот момент завыкается один из контактов контактной скобы 7 и включается электро- привод 31, который через червячную пару 32 и 33 приводит в движение шестерни 34 и 35. Последние поворачивают шестерни 23 и 24 и перемещают ры-. чаги 21 и 22, что. вызывает изгиб упругих балочек 25 и 26 и изменяет положение тяг 27.,28 и 30, Перемещение тяг продолжается до тех пор, пока деформационная жесткость образца 3 не станет равной суммарной жесткости .упругих балочек 25 и 26 и . контакты не разомкнутся.,В дальнейшем, как и в первом случае силоизмеритель будет постоянно поддерживать отсутствие усилия в тяге 30,а положение стрелки 36 будет показывать изменение деформадионной жесткости образца 3 в линейной зависимости от угла закручивания упругих балочек 25 и 26.Таким образом, предлагаемое устройство,позволяет путем непосредственного определения деформациовной жесткости образца определить упругие или вязкоупругие свойства. упругих материалов, имеющих полную обратимость деформации при разгрузке, у которых модуль упругости не зависит от времени, материалов с линейной вязко-упругостью, когда модуль упругости зависит не только от времени, но.и от относительного удлинения, что характерно для высоко- ориентированных полимерных материалов.1026034 г каз 4549/35 Тираж 873 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб