Машина для испытания материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) (11) 72 3151) С, 01 М 3 ГОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗ Й КОМИТЕТ ССС РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Ростовский оро Знамени го ско.%36 Л. Кога дена Трудового сударственный Красногниверсит53) 656) 1УРС на уст алов К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 20. 178.4(088. 8). Машина универсальнаяО/6000 для испытания маталость. Информационный лист026, МНИКИМП, 1973,(54)(57) 1. МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ, содержащая захватьдпя образца, системы задания статичей и динамической нагрузок, связанные, с захватами, и датчики статической и динамической нагрузок, выходы которых связаны с входами соответствующих системзадания, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, она снабжена фильтром нижних частот, установленным между выходом системы задания статической нагрузки и одним из захватов, звеном передачи статической нагрузки, установленным параллельно фильтру, компаратором 1 Один из вхо. дов которого соединен с выходом датчика статической нагрузки, а выход - со звеном передачи статической нагрузки, и источником опорного сигнала, соединенным с вторым входом компаратора.- длина трубки;Г - радиус трубки;с - скорость звука в рабочей среде;Ч- объем полости;т - постоянная времени паразитнойпеременной составляющей нагрузкиэг - необходимое ослабление паразичс,ной составляющей нагрузки3. Машина по пп. 1 и 2, о т л ич а к ш а я с я тем, что источник опорного сигнала, компаратор и звено передачи статической нагрузки выполнены в виде трубопровода со встроенным золотником, управляемым потоком жидкости,10450722, Машина по п.1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что фильтр нижних частот выполнен в виде соединенных трубки игерметичной полости, параметры которых выбираются из соотношенияигрРс 5 о,ггде 5 - плошадь поперечного сечениятртрубкиь5 - плошадь поперечного сеченияовходного отверстия полости;О. - коэффициент вязкости рабочейИзобретение относится к гехнике механических испытаний материалов при программируемом комбинированном статическом и динамическом нагружении и может быть использовано для испытания образцов высокочувствитвльных пьезокерамических материалов и активных элементов пьезоэлектрических датчиковИзвестна машина для испытания материалов, содержащая захваты для образца, системы задания статической и динамической нагрузок, связанные с захватами, и датчики статической и динамической нагрузок, выходы которых связаны с входами соответствующих систем задания, Система задания статической нагрузки соединена с захватом непосредственно1Недостатком известной машины является низкая точность испытаний в режимах программного задания нагрузок, обусловленная тем, что вследствие цикличности работы гидравлической сисгемы задания статической нагрузки неизбежно генерируемая паразитная переменная составляющая этой нагрузки передается непосредственно на испытуемый образец и при достаточно высоких значениях статического нагружения становится сравнима и даже превышает переменную нагрузку, прикладываемую к образцу от системы задания динамической нагрузки. Б результате фактическое нагружение испытуемого образца отличается от требуемогоо и результаты теряют достоверность, особенно при испытании образцов высокочувствительных пьезокерамических материалов.Цель изобретения - повышение точности испытания материалов.5 Поставленная цель достигается тем,что машина для испытания материалов,содержащая захваты для образца, системы задания статической и динамической нагрузок, связанные с захватами,и датчики статической и динамическойнагрузок, выходы которых связаны свходами соответствующих систем задания, снабжена фильтром нижних частот,установленным между выходом системы 5 задания статической нагрузки и однимиз захватов, звеном передачи статической нагрузки, установленным параллельно фильтру, компаратором, один из входов которого соединен с выходом датчи О ка статической нагрузки, а выход - созвеном передачи статической нагрузки, иисточником опорного сигнала, соединенным с вторым входом компаратора.Фильтр нижних частот выполнен в виде соединенных трубки и герметическойполости, параметры которых выбираютсяиз соотношения5 8 ми рс 530 Ч)пТГгде 5 - площадь поперечного сечениятрубки;Яо - плошадь поперечного сечениявходного отверстия полости;35 р- - коэффициент вязкости рабочейсреды;3 1045у - плотность рабочей среды;0 - длина трубки;1 - радиус трубки;с - скорость звука в рабочей среде;Ч - объем полости;г+ 5- постоянная времени паразитнойпеременной составляющей нагрузкии - необходимое ослабление паразитной составляющей нагрузки.10Кроме того, источник опорного сигнала, компаратор и звено передачи статической нагрузки выполнены в виде трубопровода со встроенным золотником, управляемым потоком жидкости, 15На фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемой машины; на фиг. 2 - схема фильтра нижних частот, звена передачи статической нагрузки, компаратора и источника опорного сигнала. 20Машина для испытания материалов содержит захваты (не показаны) для образца 1, систему 2 задания динамической нагрузки, непосредственно связанную с одним из захватов, гидравлическую систему 3 задания статической нагрузки, датчики 4 и 5 соответственно динамической и статической нагрузок на образец 1, вьиоды которых соединены с входами соответствующих систем 2 и 3, ус 30 тановленный между выходом гидравлической системы 3 задания статической нагрузки и захватом фильтр 6 нижних частот, выполненный в виде последовательно соединенных трубки 7 и герметичной полости 8, которая одновременно служит для передачи нагрузки на образец 1, звено 9 передачи статической нагрузки, установленное параллельно фильтру 6, компаратор 10, один из входов которого соединен с выходом датчика 5, а выход -40 со звеном 9, источник 11 опорного сигнала, соединенный с вторым входом ком паратора 10, и каналы 12 и 13 подачи соответствующих программных сигналов на системы 2 и 3 задания динамической45 и статической нагрузок, Звено 9 передачи статической нагрузки, компаратор 10 и источник 11 опорного сигнала выполнены в виде трубопровода 14 со встроенным золотником 15, управляемым пото ком жидкости, Поршень (не показан) золотника 15 взаимодействует с пружиной 16. Машина работает следующим образом. В системы 2 и 3 задания динамической и статической нагрузок подаютсяпрограммные сигналы по каналам 12 и 072 413. Системы 2 и 3 выдают динамическуюи статическую нагрузки дпя воздействияна образец 1. фильтр 6 нижних частотслужит для ослабления в необходимойстепени параэитной переменной составляющей статической нагрузки, передаваемой на образец 1.Требуемое ослабление достигаетсяпутем подбора параметров трубки 7 иполости 8 исходя цз соотношения5 вр 1 рс 2522 ) Т,где 5 - площадь поперечного сечениятртрубки;5 о - плошадь поперечного сечениявходного отверстия полости;,ь. - коэффипь.нт вязкости рабочейсреды;у - плотность рабочей среды,- длина трубки;г - радиус трубки;с - скорость звука в рабочей среде;Ч- объем полости;7 - постоянная. времени паразитной1переменной составляющей нагрузки;и - необходмое ослабление паразитной составляющей нагрузки.Однако такое ослабление параэитнойпеременной составляющей сопровождается, удлинением во времени экспоненциального процесса нарастания и спадания статической нагрузки, которое тем больше,чем ниже перепад изменяющейся величины. Это приводит к искажениям достаточно быстрого программного изменениястатической нагрузки при ее сравнитель-но небольших абсолютных значениях. Дляисключения этого явления используютсязвено 9 передачи статической нагрузки,компаратор 10 и источник 11 опорногосигнала,Пока выходной сигнал от датчика 5статической нагрузки не превосходит повеличине опорный сигнал от источника 11, компаратор 10 выдает разрешающий сигнал на звено 9 передачи статической нагрузки и последнее безынерционно передает нагрузку от системы 3на образец 1. При превышении сигналомот датчика 5 опорного сигнала на звено 9 поступает запрещающий сигнал откомпаратора 1 0 и звено 9 перестает пере-давать нагрузку на образец 1. В этомслучае нагруженпе образца 1 статическойсилой осуществляется через фильтр 6нижних частот. Таям образом, фильтр 6не участвует в передаче статическойнагрузки, имеющей значение ниже опор10450 14 /5 /б Составитель В. ТальвойшТехред ВПалекорейКорректор 01. Тигор Редактор А. Огар Заказ 7540/43 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 ной, и нежелательная временная задерн- ка в процессе изменения статической силы не вносится, В конкретном исполнении функции компаратора 10 и звена 9 выполняют соответственно поршень и проходной канал золотника 15, а источника 11 опорного сигнала - пружина 16.До достижения в трубопроводе 14 давления равного опорному (определяемому затяжкой пружины 16), золотник 1 О 15 открыт и основной поток жидкости оезынерционно проводится через него к полости 8, передаюшей нагррку нв Ьобразец 1, При достижении указанногодавления золотник 15 закрывается ипоток рабочей жидкости проходит лишьчерез трубку 7 фильтра нижних частот. Изобретение позволяет проводить испытание образцов пьезокерамических материалов. в диапазоне переменных нагру.зок 1-60 кгс с частотой 70-90 Гц, действуклцих на фоне статической нагруз- . ки до 3000 кгс, с динамической погронностью задания статической нагрузки не более 1,7%.