Устройство для испытания листовых материалов на прочность

(21) 3780846/2 (22) 19.04,84 (46) 07.0486. (72) А,Н.Щегло Н,Н.Кубышева и (53) 620.199 ( (56) Авторское В 178554, кл,юл. У 13 В.В.Лавре .И.Щеглова 8.8) видетельст 01 Б 3/28,е СССР63. ЛИСТОГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗО(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯВЬИ МАТЕРИАЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ(57) Устройство предназначено дляоценки качества полимерных материалов и содержит камеру с заливочной.и рабочей полостями и крышку, выполненные из диэлектрического материала, средство крепления образца в полеречном направлении по его перимет-,ру между камерой и крышкой, установленный на крышке нагружатель, выполненный в виде диэлектрического стержня, охватывающего стержень груза ввиде металлического стакана с диэлектрической втулкой, и установленных на стержне фиксирующих планок, взаимодействующих с втулкой. Фиксатор стре"лы прогиба образца выполнен в видеустановленного на крышке и охватывающего груз полого цилиндрическогоэлектрода и размещенного в полостигруза электрода в виде второго стакана. Кроме того, устройство содержитрегистратор момента достижения заданной стрелы прогиба. При испытаниипод действием груза образец прогибается, груз перемещается вслед эа об"разцом и изменяет величину диэлектрической проницаемости между электродами, фиксируемую регистратором. Подостижении заданной величины стрелыпрогиба образца устройство. отключается, испытания проводят. в жидкой агрессивной среде; в дистиллированнойводе и на воздухе Полученные данныесравнивают и по ним судят о влияниисреды на полимерные материалы, чторасширяет функциональные возможностиустройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.12230 50 Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике и может найти применение в химической промышленности для оценки качества полимерных материалов. 5Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний полимерных материалов на прочность под действием агрессивной среды. 1 ОНа фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема регистратора; на фиг. 3 - диаграммы (АБВГ), поясняющие принцип работы устройства.Устройство содержит испытательную 15 камеру 1, в которой выполнены сооб,щающиеся между собой рабочая полость 2 и заливочная полость 3, заполняемые при испытании агрессивной средой 4. Камера содержит диэлектричес кую крьппку 5, а образец 6 закрепляется в поперечном направлении между камерой 1 и ее крышкой 5 с помощью болтов 7 по периметру. Нагружатель .выполнен в виде установленного вдоль 25 1,оси камеры подпружиненного диэлектрического стержня 8, взаимодействующего посредством выступа 9 с выступом 1 О в отверстии диэлектрической крышки 5, груза, выполненного в виде З 0 охватывающего стержня 8 металлического стакана 11, диэлектрической втулки 12, установленной на внутренней поверхности стакана 11 у его кромки, и шарнирно закрепленных на стержне 8 фиксирующих стакан 11 планок 13,35 ;взаимодействующих с втулкой 12. фиксатор стрелы прогиба выполнен в виде закрепленного на крышке 5 с помощью винта 14 и охватывающего стакан 11 электрода 15 и коаксиально установ 40 ленного в полости стакана 11 электрода в виде второго стакана 16, охватывающего стержень 8 и закрепленного на крьппке 5 винтами 17. Дно второго стакана 16 взаимодействует с пружиной 18 стержня 8, а в стенках стакана 16 выполнены прорези для раз. мещения фиксирующих планок 13. На диэлектрической крышке 5 камеры 1 установлен штатив 19 с зажимом 20 в котором закреплена бюретка 21, Носик бюретки 21 через отверстие 22 в крьппке 5 введен в заливочную полость 3 камеры 1.Связанный с фиксатором стрелы про 55 гиба регистратор выполнен в виде ЬС- генератора 23, электрически связанно го с электродом 15 и стаканом 16,88 2умножителя 24, резонатора 25, индика. тора 26 тока, источника 27 опорного напряжения, компаратора 28, электронных часов 29 и блока 30 управления, Соединительные провода (не пока заны) от винтов 14 и 17 подсоединены к входам ЬС-генератора 23, выход которого подсоединен к первомУ входу умножителя 24, источник 27 опорного напряжения подключен к пВрвому входу компаратора 28 и через индикатор 26 тока - к вторым входам умно- жителя 24 и компаратора 28, выход которого подсоединен к первому входу электронных часов 29, к второму входу которых подключен первый выход блока 30 управления, второй выход которого подсоединен к третьему входу ЬС-генератора 23, а выход умножителя 24 подключен к резонатору 25.Устройство работает следующим образом.На камеру 1 поверх рабочей полости 2 устанавливается образец 6, на который помещают диэлектрическую крышку 5, закрепляя его относительно камеры 1 при помощи болтов 7, затем на крышке 5 в полости цилиндрического электрода 1.5 закрепляют груз в виде стакана 11. Из бюретки 21 через отверстие 22 наполняют заливочную полость 3, а следовательно, и рабочую полость 2 камеры 1, агрессивной средой 4. После этого, нажатием на стержень 8, вводят в зацепление выступ 10 с выступом 9, при этом фиксирующие планки 13 опускаются вместе с основанием стержня 8 и освобождают стакан 11, который опускается вниз до соприкосновения с образцом 6.С блока 30 управления подается команда на запуск ЬС-генератора 23 и на его выходе появляется синусоидальный сигнал (фиг,ЗБ), частота которого зависит от величины электрической емкости С между электродом 15 и стаканом 16, Этот сигнал поступает на вход умножителя 24 частоты и на его выходе появляется сигнал увеличенной в п раз частоты (фиг. ЗВ). С выхода умножителя 24 сигнал поступает на резонатор 25, который представляет собой, например, регулируемый колебательный контур. Настраивают резонатор 25 на частоту колебаний ЬС-генератора 23, при равенстве частот ток потребления умножнтеля 4, поступающий от источника 27 опорного напряжения через индикатор 26 тока, мини40 мальный (фиг. ЗГ). Затем с блока 30управления подается команда на запускэлектронных часов 29,По мере воздействия на образец 6агрессивной среды 4 и под тяжестью 5груза образец 6 деформируется (прогибается), что приводит к перемещению стакана 11 вниз, Электрическаяемкость между электродом 15 и металлическим стаканом 16 изменится, так 10как металлический стакан 11 экранирует площадь перекрытия между электродом 15 и стаканом 16, а следовательно, любое перемещение стакана 11вверх или вниз ведет к изменению 15электрической емкости между ними,что приводит к изменению частоты навыходе ЬС-генератора 23, На фиг.ЗАи ЗБ показан характер зависимостичастоты ЬС-генератора 23 от абсолютного значения емкости, иэ чего видно,что любое увеличение или уменьшениеемкости С приводит к изменению частоты генерации ЬС-генератора 23.При этом возрастает ток потребленияумножителя 24, что приводит к возрастанию напряжения на входе компаратора 28 (чем больше ток, проходящий через индикатор 26 тока, тембольше падение на нем напряжения,30следовательно, тем больший сигналподается на вход компаратора 28).По мере отклонения частоты ЬС-генератора 23 от начального значенияувеличивается ток, протекающий черезиндикатор 26 тока (фиг. ЗГ). В случае, если величина тока достигнетзначений, эквивалентных порогу срабатывания компаратора 28, он изменитсвое состояние, что приведет к остановке электронных часов 29. Время,зафиксированное при этомна цифровомтабло электронных часов 29, соответствует времени , перемещения стакана11 на фиксированную величину, характеризующую стрелу прогиба образца 6 45в агрессивной среде. Изменяя величинупорога срабатывания компаратора 28,можно регулировать величину фиксированного перемещения стакана 11,1После этого ЬС-генератор 23 отключается, крышка 5 снимается, стакан 11 занимает исходное положение,образец 6 удаляется из устройства, иагрессивная среда 4 из полостей 2и 3 сливается. Устройство вновь готово к работе. Аналогично описанйому устанавливается второй образец такого же полимерного материала, но полости 2 и 3 на этот раз заполняются дистиллированной водой. Определяют время С перемещения груза в вивде стакана 11 на ту же самую фиксированную величину, характеризующую стрелу прогиба. После приведения устройства в исходное состояние определяют время й , за которое третий образец того же полимерного материала продеформируется на ту же фиксированную величину под действием того же самого груза, но в этом случае образец не контактирует с жидкими средами (полости 2 и 3 не заливаются жидкостью, а заполненывоздухом).Способность материала противостоять воздействию механической нагрузки и химически агрессивных сред оценивают по коэффициентам 31 и 1 которые вычисляют по следующим зави- симостям Л = Лср срКроме этого, для каждого полимерного материала по отношению к конкретной агрессивной среде определяют коэффициенты Л и Л при нормальных условиях и те же коэффициентыХпри повышенных и пониженных температу- рах (индекс + заменяется в каждом конкретном случае абсолютным значением температуры). В этом случае предлагаемое устройство устанавливается в термостат (ввиду малости размеров устройство беэ регистратора входит в каме. ру термостата), Таким образом, образцы испытуемого полимерного материала подвергаются трем воздействиям: механическому, химическому и температурному, Формула изобретения1. Устройство для испытания листовых материалов на прочность, содержащее испытательную камеру для закрепления в ней в поперечном направлении испытуемого образца по его периметру, крышку камеры, установленные в ней нагружатель и фиксатор стрелы прогиба образца и связанный с фиксатором регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения испытаний полимерных материалов под действием агрессивной среды; крышка камеры выполнена из диэлект- рического материала, нагружатель выполнен в виде установленного вдоль оси камеры подпружиненного диэлектрическо 1223088го стержня,грузав видеохватывающегостержень металлического стакана,наружная поверхностькоторого предназначенадля взаимодействия с образцом,диэлектричексой втулки,установленнойна внутренней поверхности стакана у его кромки, и шарнирно закрепленных на стержнефиксирующих стаканпланок,взаимодействующих сдиэлектрической втулкой, афиксатор стрелыпрогиба выполнен ввиде установленного на крышке и охватывающего стакан полого цилиндрическогоэлектрода и коаксиально размещенногов полостистакана электродав видевторого стакана, охватывающего стерженьи закрепленного на крышке, дно второго стакана взаимодействует с пружиной,а в его стенках выполнены .прорези дляразмещения фиксирующих планок. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а-ю щ е е с я тем, что регистратор вьг полнен в виде ЕС-генератора, умножителя, резонатора, индикатора тока, источника опорного напряжения, компаратора, электронных часов и блока управления, выход ЕС-генератора подсоединен к первому входу умножителя, источник опорного напряжения подключен к первому входу компаратора и через индикатор тока к вторым входам умножителя и компаратора, выход которого подсоединен к первому входу электронных часов, к второму входу которых подключен первый выход блока управления, второй выход которого подсоединен к третьему входу ЕС-генератора, а выход умножителя подсоединен к резонатору.1223088 г.8 тавитель Э.Карпиловскаяред В,Кадар Рогулич ррехтор С.Векмар е Тираз 778 ПодпНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 аказ 1704(4 но Филиал ППП "Патент", г.укгород, ул.Проектная,4