Устройство для измерения бокового давления вязкопластичного материала при его деформировании

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 119) (11) 7 0 4 ТЕНИЯ ПЬСТВУ ьшей д личину енее высоцилиндра наты кольца, 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИ 21) 3889460/24-10(46) 23,12.86. Бюл. У 47 (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР и Гомельский политехнический институт (72) Б,И,Купчинов, В,П,Сергиенко, В.В.Свиридова и В,Г,Барсуков (53) 53.787(088,8)(56) Новые методы исследования процессов обработки металлов давлением,/Под ред. Е.М.Макушка, - Минск, Наука и техника, 973, с 73-77.Трение и износ. Т. 1, В 6. - 7 Минск.: Наука и техника, 1980, с, 1106-1108.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БОКБОГО ДАВЛЕНИЯ ВЯЗКОПЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА ПРИ ЕГО ДЕФОРМИРОВАНИИ(57) Изобретение относится к технике испытаний материалов и позволяетснизить погрешность измерений. Опорный элемент 3 содержит коаксиальноустановленные внешний 9 и внутренний 1 О цилиндры, между которыми размещена винтовая пружина, 11. На цилиндре 1 О жестко закреплен фланец12, находящийся до начала измеренийв полости кольца чувствительного элемента 6 и предохраняющий его отсмещения в момент уплотнения материала образца 4 прикладываемой к пуансону 2 нагрузкой. Нри деформированииобразца 4 деформация кольца 6 преобразуется тензореэисторами 7 в электрический сигнал. Длина пружины 11выбирается бол лины внешнегоаметр, равный диаметру полости мат"рицы 1, попадая в полость чувствительного элемента 6, центрирует чувствительный элемент 6. После этогов,полость матрицы 1 загружается материал образца 4. Поскольку фланец 12находится в полости чувствительногоэлемента 6, образец 4 формируетсянад чувствительным элементем 6. Такое расположение конструкции позволяет предохранять чувствительныйэлемент 6 от смещения в момент уплотнения материала (на стадии формирования образца). Материал в полостиматрицы 1 под действием внешней нагрузки, которая. прикладывается к пуансону 2, уплотняется. Пр мере роста усилия деформирования (Р), наряду с формированием образца 4, происходит сжатие пружины 11 до упора во внешний цилиндр 9 опорного элемента Э.К моменту упора Фланца 12 во внешний цилиндр 9, он выходит из полости чувствительного элемента 6, освобождая ее для исследуемого материала. Жесткость пружины 11 подбирается исходя либо из конструктивных особенностей чувствительного 6 и опорного 3 элементов, либо из величины усилия деформирования образца, при этом жесткость пружины 11 должна удовлетворять условию где Р - заданное усилие деформирования образца;с - жесткость пружины;Ь - ход пружины до упора вовнешний цилиндр (величинасжатия).Поскольку образец 4 размещен выше горизонтальной срединной плоскости 5 матрицы и в момент достижения требуемого усилия деформирования фланец 12 освобождает полость датчика 6, то, перемешая после этого образец 4 вдоль направления действия усилия деформирования, определяем распределение бокового давления по высоте образца 4. Так как высота образца не превышает половину высоты матрицы 1, а элемент 6 обусловлен в срединной плоскости 5 матрицы 1, то это обеспечивает измерение распределения бокового давления по всей высоте образца 4 до выхода последнего из оформляющей полости матрицы 1. Перемещение образца 4 обеспечива 1 1278635 3Изобретение относится к техникеиспытаний вязкопластичных материалов, в частности пластмасс,Целью изобретения является снижение погрешности измерения. 5На фиг, 1 изображено устройствопосле загрузки исследуемого материала до начала измерений, продольныйразрез, на фиг. 2 - то же, во время измерений (конечная стадия изме- Орений),Устройство содержит матрицу 1,в оформляющей полости которой установлены пуансон 2 и опорный элемент .3, между которыми расположен испытуемый образец 4, В горизонтальнойсрединной плоскости 5 матрицы 1 размещен чувствительный элемент 6, наповерхности которого установлены тензорезисторы 7. Для обеспечения воз Оможности установки чувствительногоэлемента 6 и его функционирования,матрица 1 выполнена составной из двухчастей, которые крепятся друг к другу винтами 8. Опорный элемент сос"тоит из коаксиально установленныхвнешнего 9 и внутреннего 10 цилиндров, между которыми установлена винйтовая пружина 11 и фланца 2, жесткоустановленного на внутреннем цилиндре 10. Матрица установлена на опорную плиту 13, Перемещение опорногоэлемента 3 обеспечивается специальной гайкой 14Заданная температура1 сЬ,матрицы поддерживается при помощисистемы омического электрообогрева3515, Устройство устанавливается наопору 16.Устройство работает следующим образом,4 аОпорный элемент Э устанавливаетсятаким образом, чтобы фланец 12 находился в полости чувствительного элемента 6 (фиг. 1)При этом пружина11 находится в свободном (несжатом)состоянии, Предпочтительной высотой45,фланца 12 (размер в направлении центральной оси опорного элемента 3)является высота, равная 1,0+1,3 высоты кольца 6. Чувствительный элемент 6, установленный в матрице 1,периодически необходимо центрироватьтак как после извлечения образца 4или после механических воздействий.на матрицу 1, соосность датчика 6нарушается, Для центровки используется опорный элемент 3, фланец 12которого, жестко установленный навнутреннем цилиндре О и имеющий ди 3 1 278 ется известными приемами, например вращением специальной гайки 14, которая одновременно служит и упором для опорного элемента 3. Так как при вращении гайки 14 происходит ввинчивание (вывинчивание) опорного элемента З,то это приводит к перемещению образца 4,При деформировании образца 4 в по О лости матрицы 1 возникают боковые усилия, величина и закон распределения которых по высоте образца зависят от свойств материала, режимов деформирования и параметров (в пер вую очередь высоты) образца, Под дей-. ствием боковых усилий кольцо 6 де. - формируется, Деформация чувствительного элемента 6 преобразовывается , тензорезисторами 7 в электрический 20 сигнал, который фиксируется регистрирующей аппаратурой (не показана), По градуировочной характеристике упругого чувствительного элемента 6 определяют величину бокового давле иия.Для уменьшения температурной составляющей погрешности на чувствительный элемент 6 целесообразно устанавливать наряду с рабочими и термокомпенсационные тензорезисторы. 635 4 Формула изобретения Устройство для измерения боковогодавления вязкопластичного материалапри его деформировании, содержашеематрицу с оформляющей полостью и установлеными в ней соосными верхнимцилиндрическим пуансоном и нижнимопорным элементом, а также,чувстви-.тельный элемент с тензорезисторами,устайовленный в матрице, о.-т л и ч аю щ е е с я тем, что, с цельк снижения погрешности измерения, в немчувствительный элемент выполнен ввиде кольца с внутренним диаметром,равным внутреннему диаметру оформляющей полости матрицы и установленв горизонтальной срединной плоскости матрицы соосно пуансону и опорному элементу, при этом опорный элемент выполнен составным в виде внутреннего и наружного коаксиальных цилиндров различной длины, причем внутренний цилиндр меньше длины со стороны пуансона снабжен фланцем, диаметр которого равен внутреннему диаметру оформляющей полости матрицы иподпружинен винтовой пружиной, длина которой больше длины внешнего цилиндра на величину не менее высотыкольца,1278 б 35 Составитель В,КазаковРедактор Н.Марголина Техред Л.Олейник Корректор Е,Ровк ул, Проектная,роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Уж аказ 6823/37 Тир ВНИИНИ . Госу по делам 113035, Москва, ж 178арственндгозобретений иЖ, Раушск Подписиомитета СССРоткрытийя наб д, 4/5