CZ37540U1 - Přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem - Google Patents
Přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ37540U1 CZ37540U1 CZ2023-41411U CZ202341411U CZ37540U1 CZ 37540 U1 CZ37540 U1 CZ 37540U1 CZ 202341411 U CZ202341411 U CZ 202341411U CZ 37540 U1 CZ37540 U1 CZ 37540U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- test specimens
- strain gauges
- tensile tests
- area
- tool
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims description 24
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 title description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000005483 Hooke's law Effects 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
- G01N3/04—Chucks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
- G01N3/12—Pressure testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/28—Investigating ductility, e.g. suitability of sheet metal for deep-drawing or spinning
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
Přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem
Oblast techniky
Navrhované technické řešení spadá do sekce fyzika, konkrétně do oblasti zjišťování mechanických vlastností - zkouška tahem pevných materiálů za použití mechanického namáhání.
Dosavadní stav techniky
Pro predikci chování komplexně zatěžovaných komponent se v současné době obvykle využívá konečno-prvkových metod, díky kterým je možné toto chování relativně levně a spolehlivě simulovat ve virtuálním prostředí. Eliminují se totiž náklady spjaté s realizací experimentů napodobujících reálné zatěžování na reálných komponentách a v reálném aplikačním prostředí. Předpokladem spolehlivosti těchto simulací, respektive jejich správnosti, je kvalita vstupů, na základě kterých se simulace kalibruje.
V závislosti na očekáváném zatěžování komponenty se typově liší vstupy do simulačních softwarů, které tvoří datové sady z experimentálních měření mechanických vlastností. V případě zájmu predikovat chování komponenty vystavené rázovému zatěžování, obsahují vstupy do simulace data z mechanických zkoušek realizovaných při vyšších rychlostech zatěžování. Právě v oblasti mechanického zkoušení při vyšších rychlostech zatěžování je stále značný prostor pro maximalizaci kvality zmíněných vstupů, a to především v podobě technických zlepšení umožňujících přesnější snímání hodnot měřených při zkoušení.
Pro simulace schopné predikovat okamžik a způsob porušení komponent zatěžovaných rázově se obvykle využívá (mimo dalších) také tahových zkoušek realizovaných v režimu vysokých rychlostí deformace. Při realizaci této zkoušky je zásadní snímání dvou veličin - deformace a síly. Technika snímání deformace je v současné době zvládnuta, ačkoliv je podmíněna užitím nákladných vysokorychlostních kamer, které jsou schopny deformaci zkušebního tělesa bezkontaktně snímat dostatečně rychle a přesně. Změřit kvalitní záznam síly je mnohem komplikovanější především z důvodu oscilací, které vznikají v důsledku přítomnosti geometricky různorodých přípravků mezi deformovanou částí zkušebního tělesa a vlastním snímačem síly. Tyto přídavné oscilace redukují přesnost měření. Řešením toho je aplikace vhodných tenzometrů přímo na zkušebním tělese. Geometrie zkušebního tělesa musí být ovšem upravena tak, aby průřez oblasti pro tenzometr byl deformován v celém rozsahu zkoušky pouze elasticky a platila tak (dle Hookeova zákona) přímá úměra mezi silou (cílená výstupní veličina získaná přepočtem) a deformací (měřená veličina tenzometrem) dle rov. (1):
F^A-E-e rov. ¢1) kde F je síla, A je průřez oblasti pro tenzometr, E je Youngův modul pružnosti testovaného materiálu a e je deformace snímaná tenzometrem.
Ačkoliv tenzometr je primárně snímač deformace, je možné získat cílený záznam síly přepočtem dle rov. (1). Obvykle se v současné době využívá najeden vzorek dvojice tenzometrů umístěných na protilehlých stranách tělesa, a to pro kompenzaci ohybu, jehož přítomnost je u zkoušky tahem nežádoucí. Tenzometryje tímto způsobem možné použít pouze jednou. Osazení zkušebního tělesa dvojicí tenzometrů je tak nákladné, časově náročné a ruční aplikace tenzometrů na každý vzorek způsobuje malé odchylky v jejich rovnoběžnosti se směrem zatěžování. Tím je redukována opakovatelnost a přesnost měření. Řešení vedoucí ke zlepšení opakovatelnosti i přesnosti při měření dynamických zkoušek tahem a snížení nákladů na jejich realizaci je popsáno v části Popis technického řešení.
- 1 CZ 37540 U1
Podstata technického řešení
Podstatou technického řešení je konstrukce přípravku pro tvarové uchycení vzorku, jehož součástí jsou přesně dimenzované dvě oblasti pro osazení čtveřicí tenzometrů. Tuto čtveřici tenzometrů je možné využít opakovaně a na zkušební tělesa není třeba tenzometry jednorázově instalovat.
Do přípravku pro tvarové uchycení vzorku je po kalibraci tenzometrických snímačů vloženo zkušební těleso a pomocí ostatních přípravků navržených pro specifické potřeby experimentálních zařízení realizována vlastní zkouška tahem.
Skutečnost, že je využita čtveřice opakovaně využitelných tenzometrů vede v konečném důsledku ke snížení nákladů na měření, zefektivnění měřícího procesu a jeho zpřesnění v důsledku neměnné orientace tenzometrů vůči směru zatěžování. Využití čtveřice opakovatelně využitelných tenzometrických snímačů (oproti obvykle využívané dvojici) zvyšuje také robustnost měřícího systému - silový záznam je možné pořídit i v případě současného výpadku dvou tenzometrických snímačů (ke kterému může dojít např. v okamžiku rázového zatížení).
Jelikož mají tenzometrické snímače omezenou životnost, je nutné po každé jejich výměně provést kvazistatickou kalibraci a získat lineární závislost síla - elastická deformace s využitím elektromechanických strojů s kalibrovanými siloměry v odpovídajícím měřicím rozsahu.
Objasnění výkresů
Obr. 1 - Axonometrický pohled na přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem
Obr. 2 - Čelní pohled na přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem
Obr. 3 - Řez A-A z Obr. 2
Příklady uskutečnění technického řešení
Přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem je tvořen tělem 1, které obsahuje dvojici průchodek 4, které slouží pro univerzální fixaci přípravku k ostatním přípravkům typu deska, konstruovaným pro konkrétní zkušební zařízení. Celý přípravek pro upnutí zkušebních těles pro zkoušky tahem je konstruován z oceli s požadavkem na minimální smluvní mez kluzu Rpo,2 = 400 MPa.
Horní oblasti 2 určené pro osazení tenzometry 3 jsou geometricky definovány svým průřezem A = 30,625 mm2, který je daný jmenovitou tloušťkou 2,5 mm s kladnou tolerancí 0,01 mm a jmenovitou šířkou 12,25 mm s kladnou tolerancí 0,01 mm. Přechod mezi tělem 1 o jmenovité tloušťce 8 mm a horní oblastí 2 o jmenovité tloušťce 2,5 mm je realizován rádiusem R1,5.
Na horních oblastech 2 jsou instalovány celkem čtyři fóliové tenzometry 3, a to vždy na protilehlých stranách horních oblastí 2.
Ze strany, ze které se nesnímá deformace zkušebního tělesa vysokorychlostní kamerou, jsou jednostranně přivedeny vodiče pomocí systému kanálků 5 a průchodek 6. Tyto vodiče jsou pájeny na tenzometrické plošky tenzometrů 3.
- 2 CZ 37540 U1
Vzorek se osazuje do vybrání 7 pro uchycení vzorku. Přenos síly ze zkušebního tělesa na horní oblasti 2 osazené tenzometry 3 je realizován pomocí rádiusu R10.
Přípravek pro osazení tenzometry je dimenzován na maximální silové zatížení 10 000 N.
Claims (2)
1. Přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem, vyznačující se tím, že je tvořen tělem (1), které obsahuje v horní části dvojici průchodek (4) pro fixaci přípravku, a ve spodní 5 části je po obou stranách opatřen horní oblastí (2), na které jsou umístěny tenzometry (3), přičemž na každé oblasi (2) jsou instalovány dva tenzometry (3), každý z jedné srany přípravku a na horní oblast (2) dále navazuje dolní oblast (8), která má v zaoblení rádius R10 a mezi tělem (1), horní oblastí (2) a dolní oblastí (8) je vytvořeno vybrání (7) pro uchycení vzorku.
2. Přípravek podle nároku 1, vyznačující se tím, že každá z oblastí (2) má průřez A=30,625 mm2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41411U CZ37540U1 (cs) | 2023-10-23 | 2023-10-23 | Přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41411U CZ37540U1 (cs) | 2023-10-23 | 2023-10-23 | Přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ37540U1 true CZ37540U1 (cs) | 2023-12-01 |
Family
ID=89072948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41411U CZ37540U1 (cs) | 2023-10-23 | 2023-10-23 | Přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ37540U1 (cs) |
-
2023
- 2023-10-23 CZ CZ2023-41411U patent/CZ37540U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2015420A3 (cs) | Indentační hlavice, instrumentovaný měřící systém a způsob stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou | |
| CN103335603B (zh) | 一种分布式光纤应变系数标定装置及标定方法 | |
| TWI475201B (zh) | Torque Correction Device of Multi - Force Meter and Torque Correction Method | |
| US20090266138A1 (en) | Method and Apparatus for Shear Strain Testing of Strain Sensors | |
| CN102156022A (zh) | 应力传感器标定系统 | |
| US20170191888A1 (en) | Multi-component force-torque sensing device with reduced cross-talk for twist-compression testing machine | |
| KR20130085660A (ko) | 고분자 재료의 크리프 및 응력완화 시험기 | |
| CN105865696A (zh) | 一种拉索索力变化测试装置 | |
| CN209689818U (zh) | 一种简易的力传感器标定装置 | |
| Liu et al. | Mechanical suite of flexural bending method for electronic memory packages | |
| KR100932454B1 (ko) | 잔류응력 측정장비 보정 장치 및 방법 | |
| JP2014081309A (ja) | 引張試験装置及び引張試験方法 | |
| CZ37540U1 (cs) | Přípravek pro upnutí zkušebních těles pro dynamické zkoušky tahem | |
| CN102156097A (zh) | 钢-混凝土界面剪力传递试验装置 | |
| RU140198U1 (ru) | Устройство для калибровки тензометрических весов | |
| CN203287264U (zh) | 一种微结构力学性能片外弯曲测试装置 | |
| Park et al. | Column-type multi-component force transducers and their evaluation for dynamic measurement | |
| GB2264177A (en) | Material testing apparatus. | |
| Glaser et al. | Comparison between Stereo Optical Strain Measurements and Finite Element Results in Stress Concentration Zones | |
| KR101186497B1 (ko) | 하중시험 계측장치 | |
| JP2018112499A (ja) | 試験治具および試験方法 | |
| KR101892259B1 (ko) | 온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기 | |
| RU2292030C1 (ru) | Машина для испытаний образца из материала с памятью формы | |
| JPH0454882B2 (cs) | ||
| JP2019174212A (ja) | Ｘ線応力測定用治具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20231201 |