Машина для испытания материалов

Машина для испытания материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ, содержащая захваты доя образца, системы задания статической и динамической нагрузок, связанные, с захватами, и датчики статической и динамнческой нагрузок, выходы которых связаны с входами соответствующих систем задания, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, она снабжена фильтром нижних частот, установленным между выходом снстетлы задания статической нагрузки и одним из захватов, звеном передачи статической нагрузки, установленным параллельно фильтру, компаратором, один из входов которого соединен с выходе / датчика статической нагрузки, а выход - со звеном передачи статической нагрузки, и с 1ИСТОЧНИКОМ оперного сигнала, соединенным с вторым входом компаратора. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1045072 А

С, 01 М 3/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3383520/25-28 (22) 07.01.82 (46) 30.09.83.Бюл. K 36 (72) В.К.Доля, С. Л. Коган и Б. Я. Рысс (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет (53) 620. 178.4(088.8) (56) 1. Машина универсальная

УРС-20/6000 для испытания материалов на усталость. Информационный листок, Ж 113026, М., НИКИМП, 1973. (54)(57) 1. МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ, содержащая захваты дпя образца, системы задания статической и динамической нагрузок, связанные, с захватами, и датчики статической и динамической нагрузок, выходы которых связаны с входами соответствующих систем задания, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности, оН8 снабжена фильтром нижних частот, установленным между выходом системы задания статической HarpyaKH H одним из захватов, звеном передачи статической нагрузки, установленным параллельно фильтру, компаратором, один из входов которого соединен с выходом датчика статической нагрузки, а выход - со звеном передачи статической нагрузки, и

1нсточником опорного сигнала, соединенным с вторым входом компаратора.

Р - длина трубки; — радиус трубки; с — скорость звука в рабочей среде;

V объем чолости; - постоянная времени паразитной переменной составляющей нагрузK8it

n - необходимое ослабление паразе, ной составляющей нагрузки., 3. Машина попп. 1 и 2, отлич a ro ш а я с я тем, что источник опорного сигнала, компаратор и звено передачи статической нагрузки выполнены в виде трубопровода со встроенным золотником, управляемым потоком жидкости.

1045072

2, Машина по п.1, о т л и ч а ю ш ая с я тем, что фильтр нижних частот выполнен в виде соединенных трубки и ! герметичной полости, параметры которых выбираются из соотношения р "5,,г где 5 — плошадь поперечного сечения тр трубки;

5 - плошадь поперечного сечения

О входного отверстия полости; л. — коэффициент вязкости рабочей

- среды; о — плотность рабочей средьц

Изобретение относится к гехнике механических испытаний материалов при программируемом комбинированном статическом и динамическом нагружении и может быть использовано для испытания образцов высокочувствитвльных пьезокерамических материалов и активных элементов пьезоэлектрических датчиков„

Известна машина для испытания материалов, содержащая захваты для образца, системы задания статической и динамической нагрузок, связанные с захватами, и датчики статической и динамической нагрузок, выходы которых связаны с входами соотвегствуюших систем задания, Система задания статической нагрузки соединена с захватом непосредственно 1

Недостатком известной машины является низкая точность испытаний в режимах программного задания нагрузок, обусловленная тем, что вследствие цикличности работы гидравлической сисгемы задания статической нагрузки неизбежно генерируемая паразитная переменная составляющая этой нагрузки передается непосредственно На испытуемый образец и при достаточно высоких значениях статического нагружения становится сравнима и даже превышает переменную нагрузку, прикладываемую к образцу от системы задания динамической нагрузки. Б результате фактическое нагружение испытуемого образца отличается от требуемого и результаты теряют достоверность, особенно при испытании образцов высокочувствительных пьезокерамических материалов.

1Лель изобретения — повышение точности испытания материалов.

5 Поставленная цель достигается тем, что машина для испытания материалов, содержащая захваты для образца, системы задания статической и динамической нагрузок, связанные с захватами, и датчики статической и динамической нагрузок, выходы которых связаны с входами соответствующих систем задания, снабжена фильтром нижних частот, установленным между выходом системы 5 задания статической нагрузки и одним из захватов, звеном передачи статической нагрузки, установленным параллельно фильтру, компаратором, один из входов которого соединен с выходом датчи>О ка статической нагрузки, а выход - co звеном передачи статической нагрузки, и источником опорного сигнала, соединенным с вторым входом компаратора.

Фильтр нижних частот выполнен в виде соединенных трубки и герметической полости, параметры которых выбираются из соотношения

5„ К: 5, 30 2 Ч

>уп

Г где 5„ — плошадь поперечного сечения трубки;

5О - площадь поперечного сечения входного отверстия полости;

35 р- — коэффициент вязкости рабочей среды;

Машина работает следующим образом.

B системы 2 и 3 задания динамической и статической нагрузок подаются программные сигналы по каналам 12 и

3 1045

P — плотнос гь рабочей среды;

0 - длина трубки;

t — радиус трубки; с — скорость звука в рабочей среде;

V — - объем полости;

5 — постоянная времени паразитной переменной сосгавляющей нагрузки; и — необходимое ослабление паразитной составляющей нагрузки.

Кроме того, источник опорного сигнала, компаратор и звено передачи статической нагрузки выполнены в виде трубопровода со встроенным золотником, управляемым потоком жидкости. 15

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой машины; на фиг. 2 — схема фильтра нижних частот, звена передачи статической нагрузки, компаратора и источника опорного сигнала. 20

Машина для испытания материалов содержит захваты (не показаны) для образца 1, систему 2 задания динамической нагрузки, непосредственно связанную с одним из захватов, гидравлическую систему 3 задания статической нагрузки, датчики 4 и 5 соответственно динамической и статической нагрузок на образец 1, выходы которых соединены с входами соответсгвующих систем 2 и 3, ус30 тановленный между выходом гидравлической системы 3 задания статической нагрузки и захватом фильтр 6 нижних частот, выполненный в виде последовательно соединенных трубки 7 и герметичной полости 8, которая одновременно служит для передачи нагрузки на образец 1, звено 9 передачи статической нагрузки, установленное параллельно фильтру 6, компаратор 10, один из входов которого соединен с выходом датчика 5, а выход—

40 со звеном 9, ис гочник 11 опорного сигнала, соединенный с вторым входом ком« паратора 10, и каналы 12 и 13 подачи соответствующих программных сигналов на системы 2 и 3 задания динамической

45 и статической нагрузок. Звено 9 передачи статической нагрузки, компаратор 10 и источник 11 опорного сигнала выполнены в виде трубопровода 14 со встроенным золотником 15, управляемым пого- 50 ком жидкости. Поршень (не показан) золотника 15 взаимодействует с пружиной

16.

072 4

13. Системы 2 и 3 выдают динамическую и статическую нагрузки дпя воздействия на образец 1. Фильтр 6 нижних частот служит для ослабления в необходимой степени параэитной переменной составляющей сгатической нагрузки, передаваемой на образец 1.

Требуемое ослабление достигается путем подбора параметров трубки 7 и полости 8 исходя из соотношения

g p рс252

2 V

1 где — плошадь поперечного сечения тР трубки; — плошадь поперечного сечения входного отверстия полости;

+ — коэффип "нт вязкости рабочей среды; у — плотность рабочей среды, — длина трубки; г — радиус трубки; с — скорость звука в рабочей среде;

V — объем полости;

7 — постоянная. времени паразитной

I переменной составляющей нагрузки;

0 — необходмое ослабление паразитной составляющей нагрузки.

Однако такое ослабление параэитной переменной составляющей сопровождается, удлинением во времени экспоненциального процесса нарастания и спадания статической нагрузки, которое тем больше, чем ниже перепад изменяющейся величины. Это приводит к искажениям достаточно быстрого программного изменения статической нагрузки при ее сравнительно небольших абсолютных значениях. Для исключения этого явления используются звено 9 передачи статической нагрузки, компаратор 10 и источник ll опорного сигнала, Пока выходной сигнал от датчика 5 статической нагрузки не превосходит по величине опорный сигнал от источника 11, компаратор 10 выдает разрешающий сигнал на звено 9 передачи статической нагрузки и последнее безынерционно передает нагрузку от системы 3 на образец 1. При превышении сигналом от датчика 5 опорного сигнала на звено 9 поступает запрещающий сигнал от компаратора 10 и звено 9 перестает передавать нагрузку на образец 1. B этом случае нагруженпе образца 1 статической силой осуществляется через фильтр 6 нижних частот. Таки образом, фильтр 6 не участвует в передаче статической нагрузки, имеющей значение ниже опор10450 ф /5 /б

Составитель В. Тальвойш

Техред В„Палекорей Корректор 01. Тигор

Редактор А. Огар

Заказ 7540/43 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул.Проектная, 4 ной, и нежелательная временная задерн ка в процессе изменения статической силы не вносится. В конкретном исполнении функции компаратора 10 и звена 9 выполняют соответственно поршень и проходной канал золотника 15, а источника 11 опорного сигнала — пружина 16.

До достижения в трубопроводе 14 давления, равного опорному (определяемому затяжкой пружины 16), золотник 10

15 открыт и основной. поток жидкости оезынерционно проводится через него к полости 8, передаюшей нагрузку нв

Ь

l образец 1. При достижении указанного давления золотник 15 закрывается и поток рабочей жидкости проходит лишь через трубку 7 фильтра нижних частот.

Изобретение позволяет проводить испытание образцов пьезокерамических материалов. в диапазоне переменных нагру.зок 1-60 кгс с частотой 70-90 Гц, действукецих на фоне статической нагруз-ки до 3000 кгс, с динамической погр Иностью задания статической нагрузки не более 1,7%.