Способ определения предела упругости образца материала и устройство для его осуществления

)5 601 ИЗ АНИ И и инстиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1986, с. 69.Авторское свидетельство СССР М 1619116, кл, 6 01 М 3/32, 30.03, 1987. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА УПРУГОСТИ ОБРАЗЦА МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к измерению упругих характеристик длинномерных образцов из текстильного материала. Цель изобретения- расширение функциональных возможностей устройства путем определения Предела упругости материала, Для этого в образце 7 испытуемого материала при помощи экстремального регулятора 5 создается начальное натяжение. Для поиска величины этого натяжения, соответствующего достижению локального максимума коэффициентом продольной жесткости(КПЖ), в образце 7 на каждом шаге изменения натяжения при помощи возбудителя 4 создаются колебания нагрузки. При помощи блоков 8 и 13 анализируется результат такого возмущения и вырабатывается корректирующий сигнал для экстремального регулятора 5 на изменение величины натяжения таким об- Я разом, чтобы осуществлялось последовательное продвижение КПЖ к своему локальному максимуму. 2 с,р, ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к,испытательной технике, а именно к измерению упругих характеристик длинномерного образца из текстильного материала, и может быть использовано в непрерывных технологических 5 процессах обработки или транспортирования этого материала.Целью изобретения является повышение точности при испытании длинномерных образцов иэ текстильного материала и рас ширение функциональных возможностей устройства путем определения предела упругости материала.На фиг,1 представлена блок-схема устройства для осуществления способа; на 15.фиг.2 и 3 - экспериментально получен и ые диаграммы растяжения образца текстильного материала.Предварительно измеряют площадь Япоперечного сечения образца материала, 20 создают пробные, т.е. малой амплитуды колебания натяжения Г и относительного удлинения я материала между тянульными валами, измеряют амплитуды этих колебаний и по ним (по их отношению) определяют 25 коэффициент продольной жесткости (КПЖ) материала. Путем формирования регулирующего воздействия в виде изменения натяжения материала находят, а затем поддеркивают максимальное его значение 30 КПЖ. Измеряют значения Ру и е.у соответственно натяжения и относительного удлинения материала, при которых его КП)К имеет максимум. Предел упругости определяют по отношению или непосредственно по 35Еа = - или непосредственно по е у,ЯУстройство содержит последовательносоединенные задатчик 1 напряжения и блок 2 ограничения, сумматор 3, выходы которо го подключены к выходам возбудителя 4 циклической нагрузки, блока 2 ограничения и экстремального регулятора 5, а выход - к входу регулятора 6 натяжения образца 7 материала, последовательно соединенные 45 блок 8 измерения относительного удлинения материала и дополнительные фильтр 9 и регистратор 10, измеритель 11 амплитуды относительного удлинения, вход которого через фильтр 12 соединен с входом допол нительного фильтра, а выход вместе с выходом блока 13 измерения амплитуды циклической нагрузки через делитель 14 соединен с входами регистратора 15 и экстре мального регулятора 5. Устройство содержит 55 также последовательно соединенные датчик 16 натяжения, дополнительные фильтр 17 и регистратор 18. Коэффициент передачи входа регистратора 18 равен 1/Я и перестраивается в соответствии с численным значением площади Я поперечного сечения образца материала 7, Обратная связь в регуляторе 6 может осуществляться по какому-либо параметру его силового воздействия на образец 7 материала: натяжению образца 7, моменту вращения или току якоря двигателя одного из тянульных валов и т.д. Блок 8 измерения относительного удлинения может выполняться по любой известной схеме,Фильтр 12 предназначен для выделения амплитуды колебаний относительного удлинения из сигнала блока 8 и может быть выполнен в виде, например, полосно-пропускающего фильтра. Фильтры 9 и 17 предназначены для подавления колебаний, вызванных соответственно возбудителем 4 и регулятором 5, во входных сигналах регистраторов 10 и 18. Фильтры 9 и 17 могут быть выполнены в виде, например, фильтров нижних частот,Устройство работает следующим образом.Сигнал с выхода задатчика 1 натяжения поступает через блок 2 ограничения и сумматор 3 на вход регулятора 6 натяжения, Регулятор 6 устанавливает натяжение в образце 7 материала, соответствующее выходному сигналу задатчика 1, но не более Р Огр (фиг,2). Данное ограничение, обеспечиваемое блочном 2, необходимо для успешного поиска искомого максимума, при этом должно соблюдаться РогрГп с учетом изменчивости механических свойств материала, Гп на фиг,2 - значение натяжения материала, при котором его коэффициент продольной жесткости имеет внутренний минимум, С появлением натяжения в образце 7 материала блок 8 и датчик 16 вырабатывают сигналы о деформации е и натяжений Р. Также от возбудителя 4 через сумматор 3 на вход регулятора 6 поступает периодический сигнал, Регулятор 6, реагируя на этот сигнал, вызывает циклическое натяжение в образце 7 и его удлинение, что в свою очередь приводит к появлению сигналов на выходах измерителя 11 и блока 13, Данные сигналы поступают на входы делителя 14, и выходной сигнал последнего, фиксируемый регистратором 15, становится прямо пропорциональным коэффициенту продольной жесткости материала. Из-за низкого по отношению к другим блокам быстродействия экстремальный регулятор 5 практически не оказывает влияния на описанные процессы установки начального предварительного натяжения и определения соответствующего ему коэффициента продольной жесткости материала. Изменяющееся во времени воздействие с выхода регулятора 5, поступая на один из входов сумматора 3, изменяет задающеевоздействие регулятора 6 и посредством последнего - натяжение образца 7 материала, Изменение его натяжения приводит к изменению коэффициента продольной жесткости и, следовательно, к изменению сигнала 5 с выхода делителя 14. На основе анализа изменения этого сигнала регулятор 5 формирует воздействие для движения устройства к внутреннему максимуму зависимости С(Е ) материала. После достижения макси мума регулятор 5 удерживает устройство в этом состоянии, а регистраторы 10 и 18 выдают информацию соответственно о е у и ау, Благодаря непрерывному поиску максимума зависимости С (Е) устройство способно 15 вести измерения переменного по длине материала предела упругости.П р и м е р. На фиг.2 представлена диаграмма растяжения в осях натяжение. Е - относител ьное удлинение е шлихтован ной картофельным крахмалом на машине ШБ/180 льняной пряжи 110 текс с выделенными обратимым ео и остаточным гост удлинения, а также соответствующая этой диаграмме зависимость С (Е) КПЖ пряжи от 25 ее натяжения.На фиг,З представлена полученная при опробовании отдельных узлов устройства в промышленных условиях на машине МШБ/140 Алма-Атинского хлопчатобумажного З 0 комбината зависимость С Я хлопчатобумажной пряжи 18,5 текс, шлихтованной кукурузным крахмалом и имеющей относительную влажность 6%.Формула изобретения З 5 1. Способ определения предела упругости образца материала, заключающийся в том, что определяют размер его поперечного сечения, образец нагружают осевой растягивающей нагрузкой по появления 40 пластических деформаций и измеряют его относительное удлинение, по которому с учетом величины нагрузки и размера поперечного сечения до нагружения судят о пределе упругости материала, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности при испытании длинномерных образцов из текстильного материала, образец дополнительно нагружают циклической растягивающей нагрузкой, измеряют амплитуды колебаний относительного удлинения, а о появлении пластических деформаций в образце судят по достижению коэффициентом его продольной жесткости своего локального максимального значения.2. Устройство для определения предела упругости образца материала, содержащее регистратор, возбудитель циклической нагрузки, регулятор натяжения, последовательно соединенные блок измерения относительного удлинения, фильтр и измеритель амплитуды относительного удлинения образца и блок измерения амплитуды циклической нагрузки, подключенный совместно с измерителем амплитуды относительного удлинения к регистратору посредством делителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения предела упругости материала, оно снабжено экстремальным регулятором, подключенным входом к выходу делителя, последовательно соединенными задатчиком натяжения и блоком ограничения, сумматором, подключенным входами к выходам блока ограничения, возбудителя циклической нагрузки и экстремального регулятора соответственно, а выходом - к регулятору натяжения, последовательно соединенными датчиком натяжения, дополнительным фильтром и дополнительным регистратором, последовательно соединенными дополнительным регистратором и дополнительным фильтром, а вход последнего подключен к выходу блока измерения относительного удлинения.1702235 3и р Фиг Составитель В.ЧерновТехред М, Моргентал Реда кто аказ 4537 Тирам Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб.; 415 одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1