CZ24872U1 - Zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení - Google Patents
Zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení Download PDFInfo
- Publication number
- CZ24872U1 CZ24872U1 CZ201227151U CZ201227151U CZ24872U1 CZ 24872 U1 CZ24872 U1 CZ 24872U1 CZ 201227151 U CZ201227151 U CZ 201227151U CZ 201227151 U CZ201227151 U CZ 201227151U CZ 24872 U1 CZ24872 U1 CZ 24872U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- biaxial
- movable part
- test specimen
- loading
- ductile failure
- Prior art date
Links
- 238000011068 loading method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 25
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011365 complex material Substances 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
Zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení
Oblast techniky
Navrhované technické řešení spadá do sekce fyzika, konkrétně do oblasti zjišťování pevnosti pevných materiálů použitím mechanického namáhání.
Dosavadní stav techniky
Pro získání podkladů pro popis chování materiálu, například pro vyhodnocení kritických stavů zatěžování reálných komponent, pro konstrukční návrhy či počítačové simulace, se pro většinu případů používají data naměřená na hladkých vzorcích při tahovém zatěžování. Toto je však velice zjednodušený přístup pro popis materiálového chování, při kterém jsou pro obecný popis materiálového chování používány výsledky naměřené pro jednoosé zatížení. Na reálných konstrukcích naproti tomu dochází k víceosému zatěžování a toto zatěžování není například možné popsat pouze za použití tahové zkoušky.
Uvedený problém řeší zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení. Toto zařízení bylo navrženo tak, aby bylo možné získat shodný stav napjatosti po celé aktivní části zkušebního vzorku a aby umožnilo realizaci definovaných stavů napjatosti.
Zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení umožňuje provádět zkoušky na vzorcích typu motýlek. Vzorek typu motýlek je plochý a je ve své aktivní části opatřen tvarovým vybráním. Vybrání je navrženo takovým způsobem, aby byl dosazen konstantní stav napjatosti podél celé aktivní části vzorku, a tím byl zajištěn rovnoměrný a jasně definovaný stav napjatosti.
Zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení umožňuje prostřednictvím různého poměru zatěžování ve vertikálním a horizontálním směru dosáhnout velmi široké škály stavů napjatosti. V případě, že jsou stavy napjatosti pro sledovaný materiál zmapovány komplexně, umožňují získat popis materiálového chování pro téměř libovolný způsob zatěžování. Zařízení umožňuje nejen vyhodnocení plasticit materiálů, ale také vyhodnocení parametrů poškození zkoumaného materiálu. Uvedený přístup pro popis materiálového chování, který využívá zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení, umožňuje výrazné zpřesnění predikce chování materiálu, které standardní metody neumožňují.
Výhodou zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení oproti uniaxiálnímu způsobu zatěžování vzorků typu motýlek je významné zpřesnění výsledků měření pomocí výrazné eliminace tření v měřicím řetězci. Zařízení dále umožňuje provést téměř neomezené množství zatěžovacích kombinací s naprosto plynulým přechodem mezi jednotlivými stavy napjatosti. Pro popsané uspořádání měření je třeba připojit zařízení na speciální zkušební trhací stroj, který umožňuje nezávislé programovatelné zatěžování zkušebního vzorku ve dvou na sebe kolmých osách.
Podstata technického řešení
Při provádění zkoušek pro vyhodnocení plasticity a poškození zkušebních vzorků typu motýlek je nutné použít odpovídající zkušební zařízení.
Výhodou zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení je, že umožňuje na zkušební vzorek aplikovat různé zatěžovací poměry mezi vertikálním a horizontálním směrem a případně i různé rychlosti v obou směrech. Uvedené zatížení lze díky navrženému technickému řešení provést s plynulým přechodem mezi jednotlivými stavy napjatosti a s minimálním vlivem tření na výsledky měření. Toto je výraznou výhodou oproti ostatním v současnosti používaným zkušebním zařízením, neboť navrhované technické řešení umožňuje získat různé stavy napjatosti, a tímto umožňuje popsat materiálové chování pro mnoho druhů způsobu zatěžování.
- 1 CZ 24872 Ul
Podstata navrhovaného technického řešení spočívá v konstrukčním vytvoření zařízení pro biaxiaíni zatěžovaní vzorků pro identifikaci tvárného porušení. Navrhované technické řešení umožňuje provést zatížení zkušebního vzorku vertikálně tahem nebo tlakem v homí části zařízení, přičemž na spodní část zkušebního vzorku je vyvíjena horizontální síla. Výhodou navrhovaného technického řešení je, že umožňuje vyvinout zatížení zkušebního vzorku za kombinace tahu, smyku a tlaku.
Zařízení se skládá ze statické části zařízení, z pohyblivé části zařízení v horizontálním směru a z pohyblivé části zařízení ve vertikálním směru. Statická část zařízení se upíná na biaxiální trhací stroj pomocí upínacích šroubů. Statickou část zařízení tvoří svařovaný rám s operou, lineární ložisková jednotka, opěra, čep rolny, rolna a šroub pro nastavení vysunutí opěry směrem k pístnici biaxiálního trhacího stroje. Pohyblivá část zařízení v horizontálním směru se skládá z vodící tyče, která je uchycená pomocí šroubů do opěry vodicí tyče. Na pohyblivé částí zařízení v horizontálním směru a na pohyblivé části zařízení ve vertikálním směru jsou umístěny homí a dolní upínací části s vybráním pro zkušební vzorek.
Pohyblivá Část zařízení v horizontálním směru se volně posouvá pomocí kuličkového vedení, tato část zařízení je předimenzována, aby nedocházelo k nežádoucímu zadírání, které by vnášelo chyby do měření. Přenos síly z bočního pístu biaxiálního trhacího stroje probíhá přes čep s kulovým uložením do čela vodicí tyče. Pohyblivá Čási zařízení ve vertikálním smetu je tvořena z horní upínací části pro zkušební vzorek, která je uchycena do siloměru biaxiálního trhacího stroje pomocí šroubů.
Schematické znázornění zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení je uvedeno na obr. 1 a obr. 2.
Přehled obrázků na výkresech
Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je na:
obr. 1 - schéma sestavy zařízení obr. 2 - schéma sestavy zařízení v zadním pohledu obr. 3 - měření závislosti horizontální a vertikální síly v závislosti na posuvu homí pohyblivé části zařízení.
Příklad provedení technického řešení
Zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení podle předkládaného užitného vzoru obsahuje statickou část 15 zařízení, pohyblivou část 16 zařízení v horizontálním siiíCiu a pohyblivou cast 11 zařízeni vc vertikálním směru. Statická cast 15 zařízeni je upnuta na biaxiální trhací stroj pomocí upínacích Šroubů j_3 a skládá se ze svařovaného rámu I s operou, lineární ložiskové jednotky 2, opěry 3, čepu 4 rolny, roiny 5 a šroubu 6 pro nastavení vysunutí opěry směrem k pístnicí biaxiálního trhacího stroje. Pohyblivá část 16 zařízení v horizontálním směru se skládá z vodicí tyče 9 uchycené do opěry 8 vodicí tyče.
Schéma sestavy popsaného zařízení je patrné z obr. 1. a obr. 2.
Upevnění zkušebního vzorku 12 je provedeno přes tvarový styk. Dolní upínací část 7 s vybráním pro zkušební vzorek 12 je umístěna na pohyblivé části 16 zařízení v horizontálním směru a homí upínací část 17 s vybráním pro zkušební vzorek 12 je umístěna na pohyblivé části 11 zařízení ve vertikálním směru. Obě upínací zařízení mají přesné vybrání podle zkušebního vzorku 12 do hloubky 2,5 mm, což zamezuje posunutí zkušebního vzorku 12 při zatěžování. Upínací desky K) zkušebního vzorku 12 jsou staženy šrouby, jež se šroubují do desky 14 se závity a slouží jen k zachycení třetí složky síly, která je díky navržené geometrii zařízení zanedbatelná, přičemž se jedná o normálovou sílu k rovině, tvořenou vertikální a horizontální silou působící na zkušební vzorek 12.
CZ 24872 Ul
Sada zkušebních vzorků byla zatížena různým poměrem vertikální a horizontální složky pro každý zkušební vzorek 12 pro získání komplexního materiálového modelu. Obr. 3 zobrazuje měření závislosti horizontální a vertikální síly na posuvu homí pohyblivé části zařízení. Na svislé ose Y je uvedena síla (Force) v kilonewtonech a na vodorovné ose X je uveden posuv síly (Displacement) v milimetrech. Z měření na obr. 3 je patrné chování zkoumaného materiálu při různých stavech napjatosti.
Claims (1)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení, vyznačující se tím, že je tvořeno ze statické části (15) zařízení, pohyblivé části (16) zařízení v horizontálním směru a pohyblivé části (11) zařízení ve vertikálním směru, umožňujících na zkušební vzorek (12) aplikovat požadované zatěžovací poměry mezi vertikálním a horizontálním směrem a případně i různé rychlosti v obou směrech, přičemž statická část (15) zařízení upnutá na biaxiální trhací stroj pomocí upínacích šroubů (13) je složena ze svařovaného rámu (1) s opěrou, lineární ložiskové jednotky (2), opery (3), čepu (4) rolny, rolny (5) a šroubu (6) pro nastavení vysunutí opery směrem k pístnici biaxiálního trhacího stroje, a dále pohyblivá Část (16) zařízení v horizontálním směru je složena z vodicí tyče (9) uchycené do opery (8) vodicí tyče přenášející sílu z bočního pístu biaxiálního trhacího stroje, přičemž na pohyblivé části (16) zařízení v horizontálním směruje umístěna dolní upínací část (7) s vybráním pro zkušební vzorek (12) a na pohyblivé části (11) zařízení ve vertikálním směruje umístěna homí upínací část (17) s vybráním pro zkušební vzorek (12) uchycená do siloměru biaxiálního trhacího stroje, a dále upínací desky (10) zkušebního vzorku (12) jsou staženy šrouby zašroubovanými do desky (14) se závity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201227151U CZ24872U1 (cs) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201227151U CZ24872U1 (cs) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ24872U1 true CZ24872U1 (cs) | 2013-01-28 |
Family
ID=47625662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201227151U CZ24872U1 (cs) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Zařízení pro biaxiální zatěžování vzorků pro identifikaci tvárného porušení |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ24872U1 (cs) |
-
2012
- 2012-12-11 CZ CZ201227151U patent/CZ24872U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nosrat-Nezami et al. | Characterisation of the shear–tension coupling of carbon-fibre fabric under controlled membrane tensions for precise simulative predictions of industrial preforming processes | |
| Whittingham et al. | The response of composite structures with pre-stress subject to low velocity impact damage | |
| De Monte et al. | Influence of temperature and thickness on the off-axis behaviour of short glass fibre reinforced polyamide 6.6–cyclic loading | |
| Sen et al. | Experimental failure analysis of mechanically fastened joints with clearance in composite laminates under preload | |
| Shahzad et al. | Mechanical characterization and FE modelling of a hyperelastic material | |
| Llobet et al. | A fatigue damage and residual strength model for unidirectional carbon/epoxy composites under on-axis tension-tension loadings | |
| Quek et al. | Compressive response and failure of braided textile composites: Part 1—experiments | |
| Naik et al. | Experimental studies on impact behaviour of woven fabric composites: effect of impact parameters | |
| Brunbauer et al. | Fundamental influences on quasistatic and cyclic material behavior of short glass fiber reinforced polyamide illustrated on microscopic scale | |
| Zhao et al. | A novel interpretation of fatigue delamination growth behavior in CFRP multidirectional laminates | |
| Aktas et al. | An experimental and numerical investigation of strength characteristics of carbon-epoxy pinned-joint plates | |
| Gude et al. | Modified V-notched rail shear test fixture for shear characterisation of textile-reinforced composite materials | |
| Hao et al. | Development of Modified Arcan Fixture for biaxial loading response of fiber-reinforced composites | |
| De Baere et al. | Comparison of different setups for fatigue testing of thin composite laminates in bending | |
| Fliegener et al. | Investigations into the damage mechanisms of glass fiber reinforced polypropylene based on micro specimens and precise models of their microstructure | |
| Bernasconi et al. | An experimental investigation of the combined influence of notch size and fibre orientation on the fatigue strength of a short glass fibre reinforced polyamide 6 | |
| Chebbi et al. | Fatigue behavior of short glass fiber reinforced polyamide 66: experimental study and fatigue damage modelling | |
| Liebig et al. | Photoelastic study of stresses in the vicinity of a unique void in a fibre-reinforced model composite under compression | |
| Weidenmann et al. | The edge shear test-an alternative testing method for the determination of the interlaminar shear strength in composite materials | |
| Kelly et al. | Strength and failure mechanisms of composite laminates subject to localised transverse loading | |
| Falzon et al. | Comment on “A tensorial based progressive damage model for fibre reinforced polymers” | |
| Karthigeyan et al. | Performance evaluation of composite material for aircraft industries | |
| CN111650063A (zh) | 基于单轴疲劳试验机的法向载荷加载装置 | |
| Stadler et al. | Investigation of fibre orientation and notch support of short glass fibre reinforced thermoplastics | |
| JP2006242645A (ja) | シート状材料の面内せん断試験用治具および面内せん断試験機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20130128 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20161211 |