Устройство для определения механических характеристик материалов с нелинейными упругопластическими свойствами

Устройство для определения механических характеристик материалов с нелинейными упругопластическими свойствами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ С НЕЛИНЕЙНЫМИ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ , содержащее узел деформирования образца материала, датчики напряжения и деформации, усилители сигналов датчиков напряжения и деформации, два запоминающих конденсатора, два реле, усилитель с коэффициентом усиления, равным двум, блок вычитания, переключатель, масштабный усилитель, измерительный прибор и два пороговых блока, уровень срабатывания первого из которых в два раза ниже, чем уровень срабатывания второго, входы пороговых блоков соединены параллельно с выходом усилителя сигнала датчика деформации , выход первого порогового блока соединен с управляющей обмоткой первого реле , а выход второго порогового блока соединен с управляющей обмоткой второго реле. отличающееся тем, что, с целью повыщенкя точности и информативности, оно снабжено усилителем с коэффициентом усиления, равным четырем, вторым блоком вычитания , вторым масщтабным усилителем и вторым переключателем, выход усилителя сигнала датчика напряжения через контакты обоих реле параллельно соединен с двумя запоминающими конденсаторами, первый из которых параллельно соединен с входом усилителя с коэффициентом усиления, равным четырем, а второй - с входом усилителя с коэффициентом усиления, равным двум, два входа первого блока вычитания соединены соответственно с выходом усилителя с коэффициентом усиления, равным четырем, и вторым конденсатором, два вхо да второго блока вычитания соединены со (Л ответственно с выходами усилителя с коэффициентом усиления, равным четырем, и усилителя с коэффициентом усиления, равным двум, выход первого блока вычитания и второй конденсатор соединены каждый со своим контактом первого переключателя, общий контакт которого через первый масштабный усилитель соединен с контактом второго переключателя, другой контакт коел ел торого через второй масштабный усилитель соединен с выходом второго блока вычитания , а общий контакт второго переключате ля с входом измерительного прибора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4Ш G01N300

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3675092/25-28 (22) 19. 12.83 (46) 15.05.85. Бюл. ¹ 18 (72) Ю. Д. Скрипник и А. Ф. Войтенко (71) Институт проблем прочности AH УССР (53) 620.172.2 (088.8) (56) 1. Патент США № 3948091, кл. G 01 N 3/08, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 957048, кл. G 01 N 3/06, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ С НЕЛИНЕЙНЫМИ

УПРУГОПЛАСТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ, содержащее узел деформирования образца материала, датчики напряжения и деформации, усилители сигналов датчиков напряжения и деформации, два запоминающих конденсатора, два реле, усилитель с коэффициентом усиления, равным двум, блок вычитания, переключатель, масштабный усилитель, измерительный прибор и два пороговых блока, уровень срабатывания первого из которых в два раза ниже, чем уровень срабатывания второго, входы пороговых блоков соединены параллельно с выходом усилителя сигнала датчика деформации, выход первого порогового блока соединен с управляющей обмоткой первого реле, а выход второго порогового блока соединен с управляющей обмоткой второго реле,,Я0„„1155900 А отличающееся тем, что, с целью повышения точности и информативности, оно снабжено усилителем с коэффициентом усиления, равным четырем, вторым блоком вычитания, вторым масштабным усилителем и вторым переключателем, выход усилителя сигнала датчика напряжения через контакты обоих реле параллельно соединен с двумя запоминающими конденсаторами, первый из которых параллельно соединен с входом усилителя с коэффициентом усиления, равным четырем, а второй — с входом усилителя с коэффициентом усиления, равным двум, два входа первого блока вычитания соединены соответственно с выходом усилителя с коэффициентом усиления, равным четырем, и вторым конденсатором, два вхо- Я да второго блока вычитания соединены соответственно с выхоланн уснлнтелн с ковф- (/) фициентом усиления, равным четырем, и усилителя с коэффициентом усиления, равным С двум, выход первого блока вычитания и второй конденсатор соединены каждый со своим контактом первого переключателя, общий контакт которого через первый мас0евб штабный усилитель соединен с контактом второго переключателя, другой контакт которого через второй масштабный усилитель 1Я соединен с выходом второго блока вычитания, а общий контакт второго переключате- р ля с входом измерительного прибора.

1155900

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для определения упругих характеристик материалов.

Известно устройство для определения модуля упругости материалов, содержащее узел деформирования образца материала, датчики напряжения и деформации, электронные усилители сигналов датчиков напряжения и деформации и связанный с ними блок дифференцирования (1).

Недостатками известного устройства являются низкая точность определения модуля упругости и сложность обработки результатов измерений.

Наиболее близким по технической сущ- 15 ности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для определения механических характеристик материалов с нелинейными упругопластическими свойствами, содержащее узел деформирования образца материала, датчики напряжения и деформации, усилители сигналов датчиков напряжения и деформации и связанный с ними блок дифференцирования, два запоминающих конденсатора, два реле, усилитель, с коэффициентом усиления, рав- 25 ным двум, блок вычитания, переключатель, масштабный усилитель, измерительный прибор и два пороговых блока, уровень срабатывания первого из которых в два раза ниже, чем уровень срабатывания второго, входы пороговых блоков соединены параллельно с выходом усилителя сигнала датчика деформации, выход первого порогового блока соединен с управляющей обмоткой первого реле, а выход второго порогового блока соединен с управляющей обмоткой второго ре- ле (2) .

Недостатками этого устройства являются низкая точность, обусловленная наличием блока дифференцирования, и низкая информативность, так как с помощью этого устройства не определяется коэффициент разупрочнения, входящий в уравнение кривой деформирования.

Цель изобретения — повышение точности и информативности.

Указанная цель достигается тем, что 4 устройство для определения механических характеристик материалов с нелинейными упругопластическими свойствами, содержащее узел деформирования образца материала, датчики напряжения и деформации, усилители сигналов датчиков напряжения и деформации, два запоминающих конденсатора, два реле, усилитель с коэффициентом усиления, равным двум, блок вычитания, переключатель, масштабный усилитель, измерительный прибор и два пороговых блока, уровень срабатывания первого из которых в два раза ниже, чем уровень срабатывания второго, входы пороговых блоков соединены параллельно с выходом усилителя сигнала датчика деформации, выход первого порогового блока соединен с управляющей обмоткой первого реле, а выход второго порогового блока соединен с управляющей обмоткой второго реле, снабжено усилителем с коэффициентом усиления, равным четырем, вторым блоком вычитания, вторым масштабным усилителем и вторым переключателем, выход усилителя сигнала датчика напряжения через контакты обоих реле параллельно соединен с двумя запоминающими конденсаторами, первый из которых параллельно соединен с входом усилителя с коэффициентом усиления, равным четырем, а второй — с входом усилителя с коэффициентом усиления, равным двум, два входа первого блока вычитания соединены соответственно с выходом усилителя с коэффициентом усиления, равным четырем, и вторым конденсатором, два входа второго блока вычитания соединены соответственно с выходами усилителя с коэффициентом усиления, равным четырем, и усилителя с коэффициентом усиления, равным двум, выход первого блока вычитания и второй конденсатор соединены каждый со своим контактом первого переключателя, обший контакт которого через первый масштабный усилитель соединен с контактом второго переключателя, другой контакт которого через второй масштабный усилитель соединен с выходом второго блока вычитания, а общий контакт второго переключателя соединен с входом измерительного прибора.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит узел 1 деформирования образца, который включает неподвижный захват 2, подвижный захват 3 образца

4 и силовозбудитель 5, управляемый блоком

6 нагрузки, датчик 7 напряжения, датчик

8 деформации, усилители 9 и 10 сигналов датчиков напряжения и деформации, запоминающие конденсаторы 11 и 12, реле 13 и 14, усилители 15 и 16, имеющие коэффициенты усиления, равные соответственно четырем и двум, блоки 17 и 18 вычитания, переключатели 19 и 20, масштабные усилители 21 и 22, измерительный прибор 23 и пороговые блоки 24 и 25, при этом уровень срабатывания порогового блока 24 в два раза ниже, чем уровень срабатывания порогового блока 25.

Запоминающие конденсаторы 11 и 12 параллельно соединены через нормально закрытые контакты соответствующих реле

13 и 14 с выходом усилителя 9 сигнала датчика напряжения, вход усилителя 15 соединен с конденсатором 11, а вход усилителя

16 — с конденсатором 12, один вход блока

17 вычитания соединен с выходом усилителя 15, другой — с конденсатором 12, два

1155900

ВНИИПИ Заказ 3130/37 Тираж 897 ГГодписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 входа блока 18 вычитания соединены соответственно с выходами усилителей 15 и 16, выход блока 17 вычитания соединен с контактом 26 переключателя 19, другой контакт

27 которого соединен с конденсатором 12.

Общий контакт 28 переключателя 19 через масштабный усилитель 21 соединен с контактом 29 переключателя 20, другой контакт 30 которого через масштабный усилитель 22 соединен с выходом блока 18 вычитания. Общий контакт 31 переключателя

20 соединен с входом измерительного прибора 23. Входы пороговых блоков 24 и 25 соединены с выходом усилителя 10 сигнала датчика 8 деформации, выходы пороговых блоков 24 и 25 соединены с управляющими обмотками соответствующих реле

13 и 14.

Устройство работает следующим образом.

Силовозбудитель 5 включают в автоматический режим и происходит деформирование образца 4. Сигналы датчиков 7 и 8 напряжения и деформации усиливаются соответственно усилителями 9 и 10. Усиленный сигнал датчика 7 через контакты реле 13 и 14 поступает на конденсаторы 11 и 12.

Усиленный сигнал датчика 8 поступает на входы пороговых блоков 24 и 25. При достижении деформацией значения Я*/2, где Я вЂ” заданная деформация, срабатывает пороговый блок 24, контакты реле 13 размыкаются, конденсатор 11 оказывается заряжен до потенциала, пропорционального напряжению на образце b (6*/2). При достижении деформацией значения Е* срабатывает блок 25, размыкаются контакты реле 14, конденсатор 12 оказывается заряженным до потенциала, пропорционального напряжению на образце о (E. *), одновременно сигнал с порогового блока 25 поступает на блок 6 нагрузки, и останавливает силовозбудитель 5. Сигнал с конденсатора 11

5 поступает на вход усилителя 15, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный 4 б (E."/2). Сигнал с конденсатора 12 одновременно поступает на вход блока 17 вычитания, усилитель 16 и контакт 27 переключателя 19. На выходе усилителя 16 формируется сигнал, пропорциональный 2 ГЭ (Е").

На выходе блока 17 вычитания формируется сигнал, пропорциональный 46 (*/2)— — 6 (8. ), на выходе блока 18 вычитания формируется сигнал, пропорциональный

2 о (g ) — 4 сз (Е */2), При замыкании контактов 26 и 28 переключателя 19 на выходе масштабного усилителя 21 формируется сигнал, пропорциональный модулю нормальной упругости

К, а при замыкании контактов 27 и 28 сигнал на выходе усилителя 21 пропорционален секущему модулю Ез(Е*).

На выходе масштабного усилителя 22 формируется сигнал, пропорциональный

2Б коэффициенту Р разупрочнения. При этом на измерительном приборе 23 происходит индикация величины, пропорциональной Е— при замыкании контактов 26, 28 и 29, 31:

Ез (Е") — при замыкании контактов 27, 28 и 29, 31; P — при замыкании контактов 30 и 31.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить информативность за счет дополнительного определения коэффициента разупрочнения и точность за счет исключения блока дифференцирования.