Устройство для испытания эластичных материалов на многократное растяжение

)5 601 ЙЗ/3 ОМИТЕТОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИС НИЕ ИЗОБРЕТЕНМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГФОЙЕ%/ " К АВТОР ии образца. 2 з.п,ля регистрации деф(71) Дальневосточный политехнический институт им, В.В.Куйбышева(56) Авторское свидетельство СССРМ 140601, кл, 6 01 М 3/32, 1960.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА МНОГОКРАТНОЕ РАСТЯЖЕНИЕ(57) Использование: испытание на многократное растяжение синтетических нитей,полимерных пленок и других легкодеформируемых материалов с повышенной растяжимостью, Сущность изобретения; устройствосодержит активный зажим, связанный с эксцентриковым механизмом его перемещения, пассивный зажим, смонтированный на Изобретение относится к механическим испытаниям материалов и может быть ис":пользовано при испытании на многократное растяжение синтетических нитей, полимерных пленок и других эластичных ма. териалов.Известно. устройство для испытания эластичных материалов на многократное растяжение, содержащее смонтированные нэ раме расположенные соосно одйн над другим пассивный и активный зажимы, эксцентриковый механизМ перемещения активного зажима, связанный с приводом и средства для задания и измерения натяжения образца.Недостаток известного устройства заключается в том. что не даетвозможности проводить различные типы испытания при реализации сложных режимов нагружения; характеризующихся заданными параметрараме с возможностью осевого перемещения.средства для заданйя и измерения натяженияя образца ,. и средство для регистрации деформации, Пассивный зажим имеет шток с резьбой; размещенный внутри втулки, устайовлейной на раме с противоположной зажиму стороны иимеющей резьбу в нижней части. Втулку охватывают гайка и опорная шайба; а шток - также гайка и шайба, Между шайбами размещена силовая пружина, охватывающая втулку. Затяжкой пружины задают натяжение образца. Средство для измерения образца вййолнено в виде дуги из упругого материала с наклеенными тензорезисторами, связанного с шайбами. Такая же дуга, связанная концами с эажимамй, представляет собой средство Я ми как по деформациям, так и по напряжениям,Другим недостатком прибора являетсято, что для поддержания постоянной нагруз.ки необходимы перерывы в его работе, чтосказывается на качестве результатов.Цель йзобретения - расширение технологических возможностей устройства прикомплексном исследовании механическихсвойств эластичных материалов на различные режимы многократного нагружения какпо деформациям, так и по напряжениям,Указанная цель достигается тем, что вустройстве для испытания эластичных материалов на многократное растяжение, содержащем смонтированные на рамерасположенные соосйо один над другимпассивный и активный зажимы, эксцентриковый механизм перемещения активногозажима, связанный с приводом и средствадля задания и измерения натяжения образца, дополнительно содержит средство для регистрации деформации образца, связанное с зажимами, пассивный зажим смонтирован на раме с возможностью осевого перемещения и имеет шток, одним концом жестко связанный с верхней частью зажима; а другим, снабженным резьбой, связанный со средством для измерения натяжения образца, при этом средство для задания натяжения образца содержит втулку, закрепленную с противоположной пассивному зажиму стороны на раме соосно ему и имеющую резьбу на внешней поверхности, первые гайку и опорную шайбу, охватывающие втулку в нижней части, вторые гайку и шайбу, расположенные над втулкой и охватывающие резьбовую часть штока и силовую пружину, размещенную между шайбами и охватывающую втулку, причем шток размещен внутри втулки, при этом средство для измерения натяжения образца выполнено в виде дуги из упругого материала с наклеенными из ней тензорезисторами, включенными в измерительной мост, при этом концы дуги связаны с первой и второй шайбами соответственно; средство для регистрации деформации образца выполнено в виде дуги из упругого материала с наклеенными на ней тензорезисторами, включенными в измерительный мЬст, причем концы дуги связаны с пассивным и активным зажимами соответственно.На фиг. 1 показана схема установки; на фиг. 2 - разрез А-А йа фиг, 1; на фиг, 3 - схема перемещения активного зажима,Устройство для испытания эластичных материалов на многократное растяжение состоит из механической части и комплекса измерительной аппаратуры для регистрации усилий и деформаций. Образец 1 заправляют в зажимах 2 и 3, один иэ которых связан с эксцентриковым нагружающим механизмом, закрепленном на раме, а другой установлен соосно с первым у противоположного конца рамы и узел измерения разности перемещения зажимов, Пассивный зажим 2; не связанный с нагружающим механизмом, закреплен на конце штока 4, установленного в отверстие рамы с возможностью продольного перемещения, При этом второй конец штока выполнен с резьбой, пропущен через отверстие втулки 5, закрепленной на раме, и снабжен шайбой 6 с гайкой 7. Причем внешняя поверхность втулки снабжена резьбой, на которой надета гайка 9 с опорной шайбой 10 и надета силовая пружина 8, Один конец пружины оперт на опорную шайбу с гайкой, а другой - на шайбу 6 надетую на шток 4.10 20 Вращение коленчатого вала обеспечивается электродвигателем 21 через редуктор.22. Число оборотов фиксируется счетчиком 23 25 30 35 40 45 50 55 Кроме того, пружина связана с узлом измерения натяжения образца, который выполнен в виде дуги 11 из упругого материала с наклеенными тензореэисторами 12, включенными в измерительный мост, При этом один конец дуги связан с опорной шайбой,а другой соединен с шайбой надетой нашток а. Активный зажим 3 закреплен на штоке 13, перемещающимся в направляющих стакана 14 (фиг, 2). Шток 13 и стакан 14 образуют плунжерную пару, Шток 13 шарнирно связан с эксцентриковой системой, состоящей из коленчатого вала 15, щек 16, валика 17, сухариков 18, винтов 19, шатуна 20. Велйчину перемещения нижнего зажима 3 устанавливают изменением эксцентриситета,перемещая валик 17 в щеках 16 винтами 19с помощью сухариков 18. Узел измерения разности перемещения зажимов выполнен в видедуги 24 из упругого материала, концы которой связаны с зажимами 2 и 3, На дуге наклеены тензорезисторы 25, включенные в измерительный мост,Механическая часть устройства крепится на раме 26 и станйне 27,Рассмотрим реализацию нескольких типов нагружения,Первый тип нагружения на усталость: амплитуда динамической деформации Ье и среднее статическое. напряжение аср постоянны, Величину деформации образца определяют: разностью перемещений пассивного и активного зажимов 2 и 3. Величину перемещения активного зажима 3 усганавливаФт изменением эксцейтриситета, которую устанавливают перемещением валика 17 в щеке 16 коленчатого вала 15 винтом 19. При этом активный зажим 3 занимает крайнее. начальное положение Ао(фиг. 3), отвечающее максимальному перемещению активного зажима при повороте коленчатого вала 15 на 180, Начальное положение активного зажима устанавливают вручную вращением вала электродвигателя 21, который обеспечивает режим циклического нагружения, Величину перемещения пассивного зажима 2 определяют по осадке пружины 8, Для иэмерейия деформации и контроля асимметрии цикла между зажима- . ми крепят упругий элемент 24 с тензорезисторами 25, включенными в мостовую схему, которая подает сигнал деформации на цифровой вольтметр или шлейфовый осциллограф. Постоянство амплитуды дина- ном Состоянии при останове устройства. комической деформации Ьк обеспечивают торые периодически повторяются при циквыбором остаточной циклической деформа- лияеском нагружении.ции с помощью пассивного зажима 2, кото- ф о р м у л а и з о б р е т е н и я рый соединен со штоком 4 с воэможностью 5 1, Устройство для испытания эластичперемещения в направляющих втулки 5 с ных материалов на многократное растяжевинтовой резьбой на внешней поверхности;ние, содержащее смонтированные на раме по которой перемещают гайку 9, предназна- расположенные соосно один над другим ченную для регулирования деформации в пассивный и активный зажимы, эксцентриобраэце 1 с помощью пружины 8 и упругого 10 ковый механизм перемещения активного элемента 11 с тензореэистором 12, вклю-зажима, связанный с приводом, и средства ценными в мостовую схему, которая подаетдля задания" и-измерения натяжения образ- сигнал нагрузки на цифровой вольтметр или ца, о т л и ч а ю щ е е ся тем, что, с целью шлейфовый осциллограф. расширения технологических возможноВторой тип нагружения на усталость: 15 стей, онодополнительно содержитсредство амплитуда динамического напряжения и для регистрации деформации образца, свясреднее статическое напряжение постоян- занноесзажимами,пассивныйзажимсмонны, Величину усилия в образце 1 определя- тирован на раме с возможностью осевого ют по осадке пружины 8. Для измерения перемещения и имеет шток, одним концом усилия и контроля асимметрии цикла между 20 жестко связанный с верхней частью эажиопорными шайбами 6 и 10 пружины 8 крепят ма, а другим, снабженным резьбой, связан- упругий элемент 11 с тензорезисторами 12, ный со средством для измерения натяжения включенными в мостовую схему, которая по- образца, при этом средство для задания надает. сигнал нагрузки на цифровой вольт- тяжения образца содержит втулку, эакрепметр или шлейфовый осциллограф, 25 ленную с противоположной пассивному Величина. осадки пружины 8 контролирует- . зажиму стороны на раме:соосно ему и имеся гайкой 9, которая через эту пружину свя- ющую резьбу на внешней поверхности, перзана со штоком 4, пассивным зажимом 2 и вые гайку и опорную шайбу, охватывающие образцом 1, втулку в нижней части, вторые гайку и шайВеличина усилия зависит от осадки пру бу, расположенные надвтулкой и охватыва- . жины 8, которая эависитот координаты точ- ющие резьбовую часть штока, и силовую ки А кривошипа (фиг, 3) при вращении пружину, размещенную между шайбами и относительно центра 0 и жесткости испыту- охватывающую втулку, причем шток размеемого образца. Постоянство амплитуды ди- щен внутри втулки,намического напряжения и среднего 35 2. Устройство по и, 1, о т л и ч.а ю щ е естатического напряжения обеспечивают ча- с я тем, что средство для измерения натястичным выбором остаточной циклической жения образца выполнено в виде дуги из деформации с помощью верхнего зажима 2. упругого материала с наклеенными иа ней Величину деформации образца 1 определя- тензорезисторами, включенными в измериют разностные перемещения пассивного и 40 тельный мост, при этом концы дуги связаны активного зажимов 2 и 3. Для измерения спервойивторойшайбамисоответственно, деформации образца 1 между зажимами 3, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е епринят упругий элемент 24 с тензорезисто- с я тем, что средство для регистрации дерами 25, включенными в мостовую схему, формации образца выполнен в виде дуги из которая подает сигнал деформации на циф упругого материала снаклеенными на ней ровой вольтметр или шлейфовый осцилло- тензорезисторами, включенными в иэмериграф. тельный мост, причем концы дуги связаны сСоставляющие полной деформации ис- пассивным и активным зажимами соответпытуемого образца определяют в свобод- ственно,501Составитель Г. ЛаврушинТехред М,МоргенталКорректор едактор А. ка н Заказ 2687 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб;, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 РЮ й 1751658 А.