Устройство для определения физико-механических характеристик материалов

1 и 994964 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22)Заявлено 31,07.81 (2 ) 3327860/18-25 с присоелиненнен заявки ЭЙ(23) Приоритет О 01 й 11/16 тесударстеееье кеавтет Опубликовано 07. 02,83, Бюллетень М 5(5 З) УДК 532, .137(088.8) 1 е дехаве кзабретевий и аткрытий Дата опубликования описания 1 0 . 02 . 83 В,Д. ГРечишкин, К.И. БондаРев, Л.Д. Квачева В.ГеЩаеадоан-:. и В. К Русаков "4 сБ.ЯЯтр в .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКОИЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к приборамдля исследования физико-механичес"ких характеристик материалов путемизмерения параметров свободных колебаний.Известно устройство для определения физико-механических характеристик материалов по авт. св. Ю 819626, используемое для определения сдвиговых и продольно упругих характеристик материалов 1.131 ОУстройство содержащее упругий элемент, инерционную деталь, подвижныйзажим, неподвижный зажим, прикрепленный к поворотной головке, имеющей15два фиксированных положения, соответствующих вертикальному и горизон-тальному положению испытуемого образ.ца, жесткий поводок в виде прямоугольного кронштейна, один конец которого прикреплен к оси инерционной детали, а ко второму концу прикреплен второй. подвижный зажим. При положении поворотной головки и неподвиж нога зажима, соответствующем вертикальному положению испытуемого образца его верхний конец зажат в подвижном зажиме, находящимся на оси инерционного элемента. Это положениесоответСтвует крутильным колебаниям,При положении неподвижного зажима,соответствующем горизонтальному расположению исследуемого образца, еговторой конец зажат в подвижном зажиме, расположенном на конце прямоугольного кронштейна. Это положениесоответствует консольным колебаниям,Сдвиговые и продольные вязкоупругиехарактеристики рассчитывают по измеренным логарифмическому декрементуи периоду колебаний в каждом положении исследуемого образца. Однако при оценке эксплуатационныххарактеристик материалов необходимоодновременно оценивать параметрывнешнего трения - трения скольженияи качения.99496Целью изобретения является обеспечения измерений параметров колебаний, обусловленных внешним трением.Эта цель достигается тем, что в:устройстве для определения физикомеханических характеристик материалов, содержащем упругий элемент, инерционную деталь, подвижный зажим, неподвижный зажим, прикрепленный к поворотной головке, имеющей два Фиксированных положения, жесткий поводок в виде прямоугольного кронштейна,. один конец которого прикреплен к осиинерционной детали, а ко второму прикреплен.второй подвижный -зажим, поворотная головка с прикрепленным кней неподвижным зажимом снабженаплощадкой для помещения исследуемогообразца, плоскость которой в одномположении перпендикулярна вертикальной оси устройства, а во втором положении параллельна ей, и сферическимтелом, закрепленным на торце стержня,второй торец которого закреплен в подвижном зажиме, при этом вертикальная 25штанга кронштейна жестко соединенас горизонтальной штангой через шарнир с одной степенью свободы и соеди-нена с осью инерционного элемента посредством пружины с регулируемым натяжением.На фиг. 1 представлена схема предложенного устройства; на Фиг, 2 -температурные зависимости коэффициента трения скольжения. и логарифми 35ческого декремента, снятые на предлагаемом приборе,Устройство содержит упругий элемент 1, нижний конец которого прикреплен к .инерционной детали 2, с нижнейстороны которой закреплена рамка 3,оканчивающаяся цилиндрическим стержнем 4 (осью), к торцу которого прикреплен подвижный зажим 5 для крепления стержня 6, на торце которого45закреплено сферическое тело 6, соприкасающееся с площадкой 7 для испытуемого образца, представляющую изсебя углубление в поворотной головке8 на месте неподвижного зажима, состоящего из паза 9 и винта 10, К оси4 инерционной детали 2 прикрепленкронштейн, состоящий из вертикальной11 и горизонтальной 12 штанг, соединенных шарниром 13одной .степеньюсвободы в вертикальной плоскости. Кконцу вертикальной штанги 11 кронштейна прикреплен второй подвижныйзажим 14 для крепления стержня 6 с 4сферическим телом 6. Давление сферического тела б на образец в поло женииповоротной головки 8 обеспечивается пружиной 15, концы которой прикреплены к оси 4 и вертикальной штанге 11. Регулировка давления осуществляется винтом 16. Давление на испытуемый образец в положении 1 поворотной головки 8 обеспечивается выбором груза 17, перекинутого че рез блок 18, Устройство включает также блок 19 информации, источник 20 света, оптическую шторку 21 и фото- приемник 22После снятия крутящего момента, сообщаемого диску 2, упругая система: упругий элемент 1, инерционная, деталь 2 - сферическое тело 6 совершают свободные колебания. В случае крепления стержня 6 в,зажиме 5 сферическое тело 6совершает кру- тильные колебания, скользя по испытуемому.образцу, находящемуся в площадке 7, а в случае крепления в зажиме 14 сферическое тело 6 совершает перекатывание по образцу.Механические крутильные колебания инерционной детали 2 преобразуются в электрические при помощи фотоэлектрического преобразователя, состоящего из источника 20 света, оптической шторки 21, прикрепленной к инерционной детали 2, и фотоприемника 22. Электрические колебания с выхода фотоприемника 22 поступают в блок 19 обработки информации, где производится измерение и индикация логарифмического декремента и периода свободных колебаний, по которым расчитываются фрикционные характеристики трения скольжения в случае закрепления сферического тела б в подвижном зажиме 5 (положение поворотной головки 8-1), и трения качения в случае закрепления стержня 6 в подвижном зажиме 14 (положение головки 8-).Измерения фрикционных характеристик производят в следующей последовательности. Поворотную головку 8 с образцом устанавливают в фиксированное положениеи стержень 6 зажимают в подвижном зажиме 5. Необходимую нагрузку на образец устанавли-. вают изменением величины груза 17. В этом положении сферическое тело 6 и образец взаимодействуют путем сколь. жения и определяются фрикционные характеристики скольжения, Далее, по5 .99496 воротную головку 8 устанавливают ао второе фиксированное положение 11 и стержень 6 зажимают в подвижном за. жиме 14. Нагрузку на образец устанавливают, изменяя натяжение пружи" з ны 15 при помощи винта 16. В,этом положении сферическое тело 6 совер" шает перекатывания по образцу и определяются фрикционные характеристики качения. На фиг, 2 показаны тем пературные зависимости коэффициента внешнего трения скольжения (23), измеренного на машине трения ИДП, и логарифмического декремента колебательной системы (24), измеренного 1 устройством для полимера на основе бисфенола-А.Предлагаемое устройство позволяет расширить оценку эксплуатационныхсвойств материалов. 20Формула изобретенияЖУстройство для определения физико-". механических характеристик материа 4 . блов по авт. св. И 819626, о т л и -.ч а ю щ е е с я тем, что,.с,цельюобеспечения измерений параметров колебаний, обусловленных внешним трением, поворотная головка с прикрепленным к ней неподвижным зажимомснабжена площадкой для помещения исследуемого образца, плоскость которой в одном положении перпендикуляр"на вертикальной оси устройства, а вдвтором положении параллельна ей, исферическим телом, закрепленным наторце стержня, второй торец которогозакреплен в .подвижном зажиме, приэтом вертикальная штанга кронштейнажестко соединена с горизонтальнойштангой через шарнир с одной степеньюсвободы и соединена с осью инерционного элемента посредством пружины срегулируемым натяжением.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,: 1. Авторское свидетельство СССРйф 819626, кл. й 01 14 11/16, 1979,ВНИИПИ Заказ 630/2 филиал ППП "Пат 991961 аж Ужгоро одписное Проектная