CH648124A5 - MATERIAL TESTING MACHINE WITH PIEZOELECTRIC DRIVE. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Werkstoffprüfmaschine mit ei- 35 Schwingfeder 15 in nicht dargestellter Weise auf Zug oder nem Prüfrahmen sowie Aufnahmemitteln und einer Bela- Druck vorzuspannen und dadurch bei Resonanzbetrieb eine stungseinrichtung für den Prüfling. zusätzliche Vorbelastung (Mittellast) auf die Probe 11 aufzu- The invention relates to a material testing machine with an oscillating spring 15, in a manner not shown, to preload on a train or a test frame as well as receiving means and a Bela pressure, and thereby, in resonance mode, a device for the test object. additional preload (medium load) to be applied to sample 11
Bei Material- oder Werkstoffprüfmaschinen sind mecha- bringen. In the case of material or material testing machines, mechanical devices are required.
nische, elektrodynamische und hydraulische Antriebe be- Zum Nachfahren von vorgegebenen Sollwerten, Bela- African, electrodynamic and hydraulic drives to follow specified setpoints, loading
kannt. Alle diese bekannten Antriebe sind in ihrer Frequenz 40 stungsfunktionen oder Belastungszyklen bei der Prüfung von begrenzt auf einen Bereich von einigen hundert Hz. Werkstoffen und Bauteilen im sogenannten Nachfahrbetrieb, knows. All of these known drives have a frequency of 40 function functions or load cycles when tested from a range of a few hundred Hz. Materials and components in the so-called after-run mode,
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit geringem kann die Belastungs- oder Erregereinrichtung 21 über geeig-konstruktivem Aufwand einen Antrieb für eine Werkstoff- nete Verbindungselemente bzw. Einspannvorrichtungen auch Prüfmaschine, insbesondere für eine in Resonanz betriebene direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung einer Schwingmasse und Prüfmaschine 2x1 schaffen, der hohe Prüffrequenzen bis in den 45 einer Schwingfeder, mit der Probe 11 verbunden werden. Kilohertz-Bereich zulässt und der eine einfache Frequenzre- Die Erregereinrichtung 21 weist eine Anzahl von hinter- The object of the present invention is, with little effort, the load or excitation device 21 can drive a drive for a material-related connecting elements or clamping devices, also for a testing machine, in particular for a resonance-operated direct, i.e. without the interposition of a vibrating mass and testing machine 2x1, the high test frequencies up to the 45 of a vibrating spring can be connected to the sample 11. Permits kilohertz range and a simple frequency control. The excitation device 21 has a number of behind
gelung ermöglicht, wobei vorgegebene Kraft- und/oder Weg- einander geschalteten piezoelektrischen Elementen 22 auf. Sollwerte mit hoher Genauigkeit eingehalten werden sollen. Die piezoelektrischen Elemente können z.B. als Scheiben aus-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Patent- gebildet und aufeinander gestapelt sein. Sie sind durch Zwi-anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die abhängigen 50 schenlagen aus geeignetem Material voneinander getrennt, Ansprüche enthalten Ausgestaltungen der Erfindung. wobei jede Scheibe einen eigenen elektrischen Anschluss auf- gelation enables, with predetermined force and / or path-connected piezoelectric elements 22 on. Target values should be adhered to with high accuracy. The piezoelectric elements can e.g. as disks from-This task is inventively formed by the in the patent and stacked on top of each other. They are solved by the features specified in claim 1. The dependent 50 layers of suitable material separated from each other, claims contain embodiments of the invention. each disc has its own electrical connection
Die Vorteile der Erfindung ergeben sich im wesentlichen weist. Die elektrischen Anschlüsse sind in der Zeichnung aus aus der Aufgabenstellung. Nach der Erfindung werden piezo- Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. The advantages of the invention arise essentially. The electrical connections are in the drawing from the task. According to the invention, piezo reasons are not shown for the sake of clarity.
elektrische Elemente in geeigneter Ausbildung und Anord- Die Anzahl, Grösse, Ausführung und Anordnung der pie- electrical elements in a suitable design and arrangement - the number, size, design and arrangement of the pie-
nung als Betätigungseinrichtung, d.h. zur Erzeugung von 55 zoelektrischen Elemente wird so gewählt, dass die gewünsch-Prüf- oder Erregerkräften für Prüfmaschinen eingesetzt. Die ten Kräfte und/oder Wege an der Prüfmaschine eingestellt Verwendung von piezoelektrischen Antriebselementen ist ins- werden können. Es können auch in nicht dargestellter Weise besondere bei Resonanzprüfmaschinen vorteilhaft, da bei sol- mehrere Stapel von piezoelektrischen Elementen symmetrisch chen Prüfmaschinen nur geringe Erregerwege erforderlich zur Belastungsachse der Prüfmaschine angeordnet werden, sind, wenn geeignete Erregeranordnungen vorgesehen wer- 60 Da die piezoelektrischen Elemente im allgemeinen zwar den. Mit der erfindungsgemässen Prüfmaschine können auf grosse Druckkräfte, aber nur kleine Zugkräfte aufnehmen Materialproben und Bauteile Kräfte, Beschleunigungen, We- können, sind sie durch einen elastischen Rahmen 23 gegen ge und Geschwindigkeiten im Frequenzbereich bis zu einigen das Querjoch 4 verspannt, d.h. auf Druck vorgespannt. Die Kilohertz mit besonders hoher Genauigkeit entsprechend Verspannung kann auch über Dehnschrauben oder andere vorgegebenen Sollwerten aufgebracht werden und zwar so- 6s geeignete elastische Elemente vorgenommen werden. Sie wird wohl bei Resonanz- als auch bei Nachfahrbetrieb. hierbei so elastisch ausgeführt, dass sie nur einen kleinen Teil as an actuator, i.e. To generate 55 zoelectric elements, the choice is made so that the desired testing or excitation forces are used for testing machines. The ten forces and / or paths set on the testing machine can be used using piezoelectric drive elements. It can also be particularly advantageous in a manner not shown in resonance testing machines, since in the case of such a plurality of stacks of piezoelectric elements, symmetrical testing machines only small excitation paths are required to the load axis of the testing machine, if suitable excitation arrangements are provided. 60 Since the piezoelectric elements in general that. With the testing machine according to the invention, material samples and components can absorb forces, accelerations, loads, on large compressive forces, but only small tensile forces, they are braced by an elastic frame 23 against ge and speeds in the frequency range up to a few, i.e. the transverse yoke 4. biased to pressure. The kilohertz with particularly high accuracy corresponding to tensioning can also be applied via expansion screws or other predetermined setpoints, namely by means of suitable elastic elements. It is probably used in resonance as well as in descendant mode. here so elastic that they only a small part
Der piezoelektrische Effekt ist in der Technik bekannt. der von den piezoelektrischen Elementen bei elektrischer AnWenn man bestimmte Kristalle durch mechanische Beanspru- Steuerung erzeugten Kräfte aufnimmt. The piezoelectric effect is known in the art. the forces generated by the piezoelectric elements when electrical
Durch geeignete elektrische Ansteuerung (Spannung U) der piezoelektrischen Elemente 22 ändern diese ihre Abmessungen in Belastungsrichtung, d.h. im dargestellten Ausführungsbeispiel in der vertikalen Achse der Prüfmaschine und erzeugen dadurch die für den Prüfbetrieb erforderlichen Kräfte. Bei Resonanzbetrieb wird die Erregerfrequenz für die piezoelektrischen Elemente 22 so gewählt, dass sie der Eigenfrequenz des schwingenden Feder-Masse-Systems von Prüfling 11, Schwingmasse 14, Schwingfeder 15 und Prüfrahmen 1 bis 4 entspricht. Dadurch können bei kleinen Erregerkräften grosse Massenkräfte erzeugt werden, die von der Probe 11 By suitable electrical control (voltage U) of the piezoelectric elements 22, they change their dimensions in the direction of loading, i.e. in the illustrated embodiment in the vertical axis of the testing machine and thereby generate the forces required for the test operation. In resonance mode, the excitation frequency for the piezoelectric elements 22 is selected so that it corresponds to the natural frequency of the oscillating spring-mass system of the test specimen 11, the oscillating mass 14, the oscillating spring 15 and the test frame 1 to 4. As a result, large mass forces can be generated with small excitation forces, which result from the sample 11
3 648124 3 648124
aufgenommen werden müssen. Da die Dämpfung des Systems sehr klein ist, werden Resonanzüberhöhungen von über 100 erreicht, d.h. die in der Prüfeinrichtung erzeugten Kräfte sind um den Faktor 100 grösser als die Erregerkräfte. 5 Im N achfahrbetrieb können Prüflinge unter den gewünschten Belastungen (Kräfte, Beschleunigungen usw.) bis zu Frequenzen von einigen Kilohertz geprüft werden. Durch die geringe Dämpfung des Systems ergibt sich auch hier eine günstige Energiebilanz. Die Genauigkeit der eingestellten Be-io lastungen ist dabei besonders hoch. must be included. Since the damping of the system is very small, resonance peaks of over 100 are achieved, i.e. the forces generated in the test facility are 100 times greater than the excitation forces. 5 In the after-run mode, test objects can be tested under the desired loads (forces, accelerations, etc.) up to frequencies of a few kilohertz. The low damping of the system also results in a favorable energy balance. The accuracy of the set loads is particularly high.
C C.
1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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Families Citing this family (24)
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FR2520874A1 (en) * | 1982-01-29 | 1983-08-05 | Bordeaux I Labo Meca Physique | Metallic specimen fatigue testing bench - measures energy balance of resonating system with specimen two inertial masses positioned between |
DE3309068A1 (en) * | 1983-03-14 | 1984-09-20 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | PIEZOELECTRIC VIBRATION EXCITER |
JPS62103537A (en) * | 1985-10-30 | 1987-05-14 | Shimadzu Corp | Apparatus for material testing |
CH671187A5 (en) * | 1986-12-23 | 1989-08-15 | Autophon Ascom Ag | Sheet stamping machine - with electromagnetic drive made of piezoelectric stack controlled by a pulsed voltage |
US4869111A (en) * | 1987-10-02 | 1989-09-26 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Cyclic fatigue testing apparatus |
DE3818831C2 (en) * | 1988-06-03 | 1994-03-03 | Kernforschungsz Karlsruhe | Device for loading samples under microscopic observation of the sample |
ES2112780B1 (en) * | 1995-12-01 | 1998-12-16 | Consejo Superior Investigacion | PROCEDURE AND DEVICE FOR NOLINEAL ELASTIC CHARACTERIZATION OF SOLID MATERIALS. |
DE19706744C2 (en) | 1997-02-20 | 2000-08-31 | Dunlop Gmbh | Device for measuring viscoelastic properties of bodies |
DE19712344C2 (en) * | 1997-03-25 | 2001-05-03 | Geesthacht Gkss Forschung | Device for examining material samples |
GB0019434D0 (en) * | 2000-08-09 | 2000-09-27 | Rolls Royce Plc | A device and method for fatigue testing of materials |
US7953561B2 (en) | 2002-07-03 | 2011-05-31 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Resonance test system |
DE102004019242A1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-17 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Interface with shear discharge for damping mechanical vibrations |
DE102005003013B3 (en) | 2005-01-21 | 2006-09-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Device for dynamic load testing of a sample |
DE102006020723A1 (en) | 2006-05-04 | 2007-11-08 | Robert Bosch Gmbh | Measuring device for determining the material parameters of solid material samples |
GB201013819D0 (en) * | 2010-08-18 | 2010-09-29 | Johnson & Allen Ltd | Articulation assembly |
US8544338B2 (en) | 2011-02-21 | 2013-10-01 | Fracturelab, Llc | Fatigue crack growth test apparatus |
GB2489263A (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-26 | Rolls Royce Plc | Device for fatigue testing a specimen |
CN102353599B (en) * | 2011-06-07 | 2015-09-30 | 吉林大学 | Piezoelectric driven HF fatigue testing machine |
DE102012014893B4 (en) * | 2012-07-27 | 2014-09-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Test system for dynamic and / or cyclic load testing of a sample |
FR2995080B1 (en) * | 2012-09-04 | 2015-10-23 | Snecma | METHOD FOR HIGH-FREQUENCY DETERMINATION OF FATURE NON-PROPAGATION FATIGUE THRESHOLD |
DE102013221096A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Rolls-Royce Mechanical Test Operations Centre Gmbh | Device for generating mechanical vibrations and method for calculating the resonance frequency of such a device |
CN104034613B (en) * | 2014-06-24 | 2016-04-20 | 天津三英精密仪器有限公司 | A kind of material vibrating load test system for X ray micro-imaging |
CN105158056A (en) * | 2015-07-10 | 2015-12-16 | 北京航空航天大学 | Pretension aviation part heat-fatigue strength integrated measurement platform |
CN107884291B (en) * | 2017-10-16 | 2020-12-11 | 太原理工大学 | Rock axial sine and cosine loading and unloading single-shaft testing machine device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1207123B (en) * | 1963-08-02 | 1965-12-16 | Alcatel Sa | Composite vibrator for welding or ultrasonic processing devices with piezoelectric ceramic discs |
US3854325A (en) * | 1973-07-13 | 1974-12-17 | Us Air Force | Method and means for determining fatigue damage and surface stress |
US4096740A (en) * | 1974-06-17 | 1978-06-27 | Rockwell International Corporation | Surface acoustic wave strain detector and gage |
JPS5312370Y2 (en) * | 1974-06-25 | 1978-04-04 |
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PL | Patent ceased |