Способ определения пластической прочности текучих сред

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 467444(21) (22) (46) (71) мии (72) 406803 09.04 с 23;03. Инстит оды им А.А,Па/316 но в научно-и водских лабора а тения является ности и точност тической прочно способе определ прочности текуч индентора осуще 9. Бюл, Ут коллоиднА.В,Думанасевич и Е и ои хими ского .В.Терликовс ии первои и тично до началиспытуемой мадентор освобоего остановки ют полностью пос вия массе в усл бождения. Сп етрометре, с ической пружи корпусе соос особнабже ичн ос лиз я на пе ом и ко нныии в ом СТИЧЕСКОИ сухартановл и н ин том, прич жестко со гим соеди винтом, в сухаригаемых ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗО ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛА ПРОЧНОСТИ ТЕКУЧИХ СРЕД(57) Изобретение относится к спосо бам определения пластической прочности текучих сред путем измерения проникновения клиновидных калибров в материал и может быть использова Изобретение относится к областиопределения пластичности текучихсред путем измерения проникновенияклиновидных калибров в материал иможет быть использовано в научноисследовательских и заводских лабораториях,Целью изобретения является повышение достоверности и точности определения пластической прочности,По предлагаемому способу освобождение нагруженного индентора осуществляют в две стадии. В начальномположении шток с индентором посредством сухарика прижат к направляюследовательских и з ориях. Целью изобреповышение достовери определения плассти. В предложенном ения пластической их сред освобождение ствляют в две стадии тор освобождают часего перемещения в: е, а на второй инпружина одним концом инена с сухариком, а друна поцвижной связью с олняющим роль Фиксатощей и удерживается силами трения, т.е. вектор силы трения направлен в противоположную движению сторону,На первой стадии освобождения индентора постепенно ослабляется давление сухарика на шток плавным уменьшением продольно-осевой сжимающей нагрузки на пружину при вращении микрометрического винта и при определенном положении винта шток вместе с конусом начинает равномерно перемещаться в корпусе со скоростью, обусловленной постоянством коэфФициента трения между штоком, корпусом иком в широком диапазоне прилаУ трой ит1, стойки 2, вертикально закреплен ной на основании, корпуса 3, закрепленного на стойке, индентора 4, прикрепленного к нижнему торцу штока 5, вертикально перемещающегося в направляющих корпуса, коромысла 6 с подвижными гирями 7, шарнирно соединенного со стойкой и снабженного сФерической пяткой 8, опирающейся на верхний торец штока, индикатора 9 линейного перемещения индентора со штоком, закрепленного на стойке, винта 10, расположенного в корпусе перпендикулярно штоку, сухарика 11, конической пружины 12, одним концом жестко соединенной с сухариком, а другим соединенной под- вижной связью с винтом, выполняющим роль Фиксатора. 50 к индентору нагрузок, Чем больше суммарная нагрузка на индентор, тем . больше сжатие пружины, обеспечивающее равномерное перемещение инденто 5 ра. Необходимое давление на сухарик в широком диапазоне нагрузок на индентор обеспечивается витыми коническими пружинами. По мере увеличения поверхности соприкосновения конуса с испытуемой массой сопротивление его внедрению растет и погружение частично освобожденного конуса прекращается.На второй стадии освобождения винт отворачивается до упора, т.е. индентор освобождается полностью, так как сухарик выводится иэ соприкосновения со штоками, тем самым перестает оказывать влияние на дальнейшее погружение индентора в массу.Таким образом, частичное освобождение индентора на первой стадии позволяет исключить импульс движения нагруженного конуса, последующее пол-. 25 ное освобождение индентора после его остановки в массе обеспечивает некоторое дальнейшее погружение конуса в испытуемую массу под нагрузкой беэ торможения и позволяет повысить дос- ЗО товерность и точность определения пластической прочности в широком диапазоне прилагаемых к идентору нагрузок.На чертеже изображено устройство для реализации. предлагаемого способа определения пластическоч прочности текучих сред. Устройство работает следующим образом.В кювету 13 помещают испытуемый образец 14 (в данном случае водные дисперсии каолинита) так, что объем кюветы заполнен, Кювету устанавливают на основание 1. Вершину индентора 4 подводят к поверхности испытуемой массы и шток 5 Фиксируют в корпусе 3 вращением винта 10. Начальное положение индентора 4 - при помощи индикатора 9. На уравновешенное коромысло 6 помещают начальный груз (с дисперсиями влажностью 142% масса гири 7 и штока с индентором составляет 50 г), затем отворачиванием винта 10 частично освобождают шток, т,е. уменьшают поджатие пружины 12 (давление сухарика 11 на шток 5) до тех пор, пока шток с индентором начинает плавно перемещаться вниз, а индентор 4 под действием собственного веса и приложенной к нему нагрузки погружается в испытуемую массу. По мере увеличения поверхности соприкосновения индентора с исследуемой массой (дисперсией) сопротивление его внедрению растет и погружение прекращается. После остановки индентора в массе в условиях частичного освобождения отворачиванием винта 10 производят полное освобождение индентора, который погружается еще на некоторую глубину до тех пор, пока нагрузка на индентор не уравняется с пластической прочностью структуры Р . При помощи индикатора 9 определяют конечную глубину погружения при данной нагрузке. Проводят три параллельных опыта при определенной нагрузке, увеличивающейся от опыта к опыту. Среднее значение пластической прочности для дисперсий влажностью 142% в диапазоне прилагаемых к индентору нагрузок от 50 до 800 г по предлагаемому способу изменяется незначительно 8,41-8,56) 10 дин/см) и практически не зависит от величины нагрузки. Относительная ошибка воспроизводимости в параллельных опытах в указанном диапазоне нагрузок на индентор составляет 0,47-1,29%. Для дисперсий влажность 80,6%зти величины составляют (51,90-52,14)ф ю 10 див/см 2 и 0,23-1,76% Анало 5 146 гичная ситуация сохраняется и для дисперсий с влажностью 53,47При исследовании пластической прочности дисперсий по известному способу для всех влажностей характерно симбатное уменьшение значений Р с увеличением прилагаемых к индентору нагрузок, для систем с влажностью 1427. от 3,2 1 О до 1, 1510 дин/см, при влажности 80,67. от 23,6 10до 18,8 10 дин/см, при влажности 453,47. - от 76,8 10 до 68,2 10 дин/см, Относительная ошибка воспроизводимости изменяется от 0,53 до 2,667.Наиболее значительное занижение действитепьной величины пластической прочности за счет импульса движения индентора характерно для слабоструктурированных дисперсий и изменяется по мере возрастания нагрузки от 61,9 до 74,87, для средне- структурированных оно . составляет от 53,7 до 63,97., а для структурированных от 40,9 до 46,47 Занижение действительных значений Р при работе на известном пластометре уменьшается по мере упрочнения структуры, однако вклад импульса движения индентора значителен для систем различной прочности.При погружении конуса в два этапа под действием одного и того же груза максимально исключается влияние импульса движения и эффекта тиксотропного привыкания, возникающих в процессе определения значения пластической прочности известными способами. Импульс движения исключается на первом этапе за счет устранения ускорения перемещения конуса путем регулирования силы трения с помощью предлагаемого устройства.Эффект тиксотропного привыкания исключается за счет того, что на втором этапе конус погружается под действием приложенного груза без торможения, а также тем, что движение конуса в режиме свободного по 7444гружения начинается сразу же послеполной остановки перемещения конусав массе в режиме торможения,В известных способах измененияэффект тиксотропного привыкания неисключается.В известном способе определенияпластической прочности материалов,являющемся аналогом предлагаемоготехнического решения, где внедрениеиндентора осуществляется путем медленного перемещения загрузочной рамки,возникает эффект тиксотропного привыкания, т,е. упрочнение исследуемой массы в процессе медленной деформации. В результате этогоизмеряемая величина оказывается выше достоверной,Таким образом, предлагаемый способ определения пластической прочности позволяет повысить в 1,7-3,6раза достоверность определения действительной величины пластической25 прочности в широком диапазоне пластичностей исследуемых текучих сред и повысить в 1,7-2,3 раза точность определения Р в пределах одной серии опытов по сравнению с известным способом.Формула изобретенияСпособ определения пластической35прочности текучих сред, включающийподвод индентора к поверхности испытуемого образца, фиксированиеиндентора и определение его начального положения, приложение нагрузкик индентору, освобождение индентораи определение его конечного положения при погружении в образец, по которому судят о пластической проч"ности, о т л и ч а ю щ и й с я тем,45что с целью повышения достоверности и точности определения, освобождение индентора осуществляют вдве стадии: на первой индентор освобождают частично до возникновенияего погружения в образце, а на вто 50рой индентор освобождают полностьюпосле его остановки,. Ужго аказ 1187/39 Тираж 788 ПодписноеЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4