Устройство для определения физико-механических свойств материала

Устройство для определения физико-механических свойств материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО- МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТ В МАТЕРИАЛА , содержащее корпус, расположенные в нем щуп с индентором, электромагнит и последовательно соединенные датчик вертикального перемещения ийдентора , усилитель и блок нагружения , выход которого соединен с обмоткой электромагнита, блок регистрации иблок перемещения корпуса, отличающееся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено полосовым , высокочастотным и низкочастотным фильтрами, блоком измерения горизонтального смещения индентора и генератором импульсов, выходы которых соединены с входами блока регистрации , а вхрды фильтров соединены с выходом усилителя, упругой пластиной, одним концом закрепленной на корпусе, пружиной, закрепленной на корпусе и взаимодействующей со щупом, и тензодатчиком, установленным на упругой пластине, электромагнит выполнен . двумяДопол- Ci нительными обмотками, к одной из которых подключен выход генератора импульсов и к другой - выход блока измерения горизонтального смещения индентора, а щуп выполнен в виде двуплечего рычага с индентором на одном плече, установленного с возможностью взаимодействия, другим плечом с электромагнитом и упругой СП пластиной. о СП о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5ц G 01 N 3/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3562342/25-28 (22) 15.03.83 (46) I5.04.85. Бюл. К- 14 (72) Дам.А. Нуралиев, Ю.А. Кудрявцев, Ю.В, .Кудрявцев, Дан.А. Нуралиев и О.A. Недосекин (53) 620.178.153.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 93216, кл. С 01 В 7/34, 1950.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 410291, кл. С 01 N 3/40, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 362224, кл. С 01 N 3/40, 1971 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ФИЗИКО- МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ NATEPHAJIA, содержащее корпус, расположенные в нем щуп с индентором, электромагнит и последовательно соединенные датчик вертикального перемещения ин- дентора, усилигель и блок нагружения, выход которого соединен с обмоткой электромагнита, блок регистрации и блок перемещения корпуса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, „„SU„„1150516 А с целью расширения функциональных возможностей, оно снаб>" ено полосовым, высокочастотным и низкочастотным фильтрами, блоком измерения го1 ризонтального смещения индентора и генератором импульсов, выходы которых соединены с входами блока регистрации, а входы фильтров соединены с выходом усилителя, упругой пластиной, одним концом закрепленной на корпусе, пружиной, закрепленной на корпусе и взаимодействующей со щупом, и тензодатчиком, установленным на упругой пластине, электромагнит выполнен с двумя дополнительными обмотками, к одной из которых подключен выход генератора импульсов и к другой — выход блока измерения горизонтального смещения индентора, а щуп выполнен в виде цвуплечего рычага с индентором на одном плече, установленного с возможностью взаимодействия, другим плечом с электромагнитом и упругой пластиной.

115OÜ16

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к измерению физико-механических свойств твердых материалов.

Известно устройство„ содержащее 5 щуп, перемещаемый по поверхности материала, и блок регистрации вертикального смещения щупа 1 11.

Однако эти устройства, измеряя шероховатость и волнистость:поверхности, не позволяют измерять физико-механические свойства материала..

Известно устройство для определе- ния физико-механических свойств материана, содержащее индентор, блок его 15 нагружения и блок регистрации внедрения индентора f23.

Однако эти устройства позволяют получать ограниченное число измерений из-за большой длительности изме- 20 рения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому эффекту является устройство для определения физико-механических 25 свойств материала, содержащее корпус, расположенные в нем цилиндрический щуп с индентором, электромагнит и последовательно соединенные датчик вертикального перемещения индентора, 30 усилитель и блок нагружения, выход которого соединен с обмоткой электромагнита, блок регистрации и блок перемещения корпуса. )3 j.

Однако известное устройтсво не поз- 3 воляет проводить комплексы измерений физико-механических свойств материала с привязкой к характеристикам его поверхности.

Цель изобретения — расширениефунк- @ циональных возможностей.

Цель достигается тем, что устройство для определения физико-механический свойств материала, содержащее корпус, расположенные в нем щуп с ин- 5 дентором, электромагнит и последовательно соединенные датчик вертикальФ ного перемещения индентора, усилитель и блок нагружения, выход которого соединен с обмоткой электромаг- 50 нита, блок регистрации и блок перемещения корпуса, снабжено полосовым, высокочастотным и низкочастотным фильтрами, блоком измерения горизонтального смещения индентора и гене- 55 ратором импульсов, выходы которых соединены с входами блока регистрации, а входы фильтров соединены с выходом усилителя, упругой пластинои, одним концом закрепленной на.корпусе, пружиной, закрепленной на корпусе и взаимодействующей со щупом, и тензодатчиком, установленным на упругой пластине, электромагнит выполнен с двумя дополнительными о6МоТками, к одной из которых подключен выход генератора импульсов и к другой — выход блока измерения горизонтального смещения индентора, а щуп выполнен в виде двуплечего рычага с индентаром на одном плече, установленного с возможностью взаимодействия другим плечом с электромагнитом и упругой пластиной.

На чертеже представлена блок-схе,ма предлагаемого устройства.

Устройство для определения физико механических свойств материала содержит инд,ентор 1 с датчиком 2 вертикального перемещения индентора, выход которого соединен через усилитель 3 с входами полосового фильтра 4, низкочастотного фильтра 5 и высокочастотного фильтра 6, щуп в виде двуплечего рычага 7 взаимодействует с упругой пластиной 8, второй конец которой укреплен на корпусе (не показан), второй конец двуплечего рычага 7 взаимодействует с электромагнитом 9. Одна из обмоток электромагнита 9 связана с генератором 10 импульсов, другая - с блоком 11 нагружения, а третья — с блоком .12 измерения горизонтального смещения индентора, вход которого соединен с тензодатчиком 13, установленным на упругой пластине 8. Выходы фильтров 4 — 6 блока 12 и генератора 10 соединены с входами блока 14 регистрации. Перемещение устройства относительно испытуемого образца 15 осуществляется с помощью блока 16 перемещения корпуса. Пружина 17 взаимодействует с рычагом 7.

Устройство работает следующим образом.

Индентор 1 перемещается по определенной трассе по поверхности испытуемого образца. Это перемещение может осуществляться либо непрерывно, либо дискретно с заданным шагом с помощью блока 16 перемещения корпуса. При этом блоки ii, 12 и генератор 10 импульсов с помощью электромагнита 9 управляют параметрами нагрузки на индентор 1. Ьлок 1?

ВНКИПИ Заказ ". /33/32 Тираж 897 Подписное

Филипп !П/П "//3г. нт, .Ужг.род, ул.Проекгчая, 4

3 1 1 505 измерения горизонтального смещения индентора 1 блокирует работу щупа при попадании на индентор 1 в пору или трещину в материале, снимая нагрузку на индентор 1 при критическом отклонении упругой пластины 8, что фиксируется с помощью тензодатчика 13. Генератор 10 импульсов осуществляет периодическое нагружение индентора 1 импульсами различной формы 1р в зависимости от природы исследуемого материала.

Блок 11 нагружения задает постоянную составляющую нагрузку индентора

1 и обеспечивает коррекцию величины нагрузки при изменении положения индентора, поддерживая на одном уровне постоянную составляющую. Сигнал с датчика 2 усиливается усилителем

3 и поступает на блок 11 нагружения 2О и на три фильтра 4-6.

Полосовой фильтр 4 настроен на частоту генератора 10, фильтр 5 выделяет низкочастотную составляющую сигнала, а фильтр 6 — его высокочас- 2 тотную составляющую. Три составляющие сигнала определяют соответственно показатели деформации, волнистости и шероховатости. Сигнал с выхода блока 12, пропорциональный величине изгиба упругой пластины 8, позволяет судить о величине силы трения

16 4 индентора о материал. Перечисленные си: налы совместно с сигналами генератора 10 импульсов поступают на входы блока 14 регистрации, где производится их статистическая обработка.

При зацеплении индентора 1 за край трещины его горизонтальное перемещение прекращается, а перемещение корпуса (не показан) продолжается, что вызывает деформацию упругой пластины 8. На выходе тензодатчика 13 растет сигнал, при достижении определенной величины которого блок 12 измерения горизонтального смещения индентора блокирует работу щупа, уменьшая нагрузку на него, при этом индентор 1, закрепленный на рычаге 7, поднимается в верхнее положение пружиной 17.

Предлагаемое устройство позволяет получать большой объем информации об изучаемом объекте путем дифференцированного анализа физикомеханических характеристик, привязанных к характеристикам поверхности объекта. Измеренные характеристики служат исходными данными для многомерного анализа, позволяющего строить математические модели для прогнозирования эксплуатационных характеристик испытуемых материалов.