DE902682C - Werkstoffpruefgeraet - Google Patents

Werkstoffpruefgeraet

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Publication number
DE902682C
DE902682C DEH2006D DEH0002006D DE902682C DE 902682 C DE902682 C DE 902682C DE H2006 D DEH2006 D DE H2006D DE H0002006 D DEH0002006 D DE H0002006D DE 902682 C DE902682 C DE 902682C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact
elongation
ruler
strain
elastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEH2006D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Kurt Matthaes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HEINKEL AG ERNST
Ernst Heinkel AG
Original Assignee
HEINKEL AG ERNST
Ernst Heinkel AG
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Filing date
Publication date
Application filed by HEINKEL AG ERNST, Ernst Heinkel AG filed Critical HEINKEL AG ERNST
Priority to DEH2006D priority Critical patent/DE902682C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE902682C publication Critical patent/DE902682C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/30Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. mechanical strain gauge
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge

Description

  • Werkstoffprüfgerät Bei der Durchführung von Zerreißversuchen an Werkstoffen, die keine oder keine ausgeprägte Streckgrenze zeigen, erfordert die Bestimmung der Dehngrenze, d. h. die Spannung, bei der nach dem Entlasten eine bestimmte größere Dehnung (der deutschen Norm gemäß 0, 2%) zurückbleibt, einen sehr erheblichen Zeitaufwand. Daher wird in der Praxis vielfach von einer exakten Bestimmung dieser Grenze bei der Abniahmeprüfung abgesehen und die o, 2-Grenze aus dem Maschinendiagramm abgegriffen. Diese Maßnahme ist aber bei der üblichen Durchführung sehr ungenau, da das Rutschen des Probestabes in den Einspannköpfen nicht richtig berücksichtigt werden kann. Ein Abschätzen der Streckgrenze aus dem Gang der Prüfmachine, das bei Maschinen mit Neigungswaage oder Pendelmanometer gelegentlich durchgeführt wird, führt ebenfalls nicht zum Ziel, da bei diesen Maschinen durch die Schwingung des Pendels nur eine scheinbare Streckgrenze vorgetäuscht wird.
  • Um eine rasche und annähernd genaue Bestimmung der Dehngrenze zu erzielen, wird erfindungsgemäß von der bekannten Tatsache ausgegangen, daß die unter Belastung gemessene Dehhnung praktisch bei allen metallischen Werkstoffen aus der der Hookeschen Geraden folgenden elastischen Dehnung und der bleibenden Dehnung zusammengesetzt ist, d. h. der Dehnungsrückgang beim Ent- lasten entspricht praktisch genau der elastischen Spannung Dehnung =#. Die Dehngrenze kann Dlastizitätsmaß daher mit genügender Genauigkeit ohne Zwischenentla. stung festgestellt werden.
  • Gemäß der Erfindung besteht das Werkstoffprüfgerät zur Bestimmung der Dehngrenze aus einer solchen Verbindung eines Spannungsmessers und eines Dehnungsmessers bekannter Bauart mit einem Differenzmeßwerk, daß die Überschreitung der elastischen Dehnung um 0,2% zur Anzeige gebracht wird. Das DiHerenzmeßwerk bringt die bei Überschreitung der elastischen Dehnung von 0,2% vorhandene Spannung zur Anzeige.
  • Das Difberenzmeßwerk enthält einen elektrischen.
  • Kontaktgeber, dessen einer Konta, kt einerseits durch den Spannungsmesser und anderersei. t's senkrecht dazu nach Maßgabe der Dehnung des s Prüflings bewegt wird. Der Gegenkontakt besteht aus einer um einen Drehpunkt schwenkbaren Kontaktbahn die von dem ersten Kontakt derart gesteuert wird, daß sie sich entsprechend dem Anfangsverlauf des Spannungsdehnungsdiagramms parallel zur anfänglichen Bewagunigsrichtung des ersten Kontaktes einstellt.
  • Die Kontaktbahn ist nach der Eifindung an einem schwenkbaren Führungslineal in einem der Überschreitung der elastischen Dehnung um o, 2% entsprechenden Abstand und parallel zu dem Lineal liegend befestigt. Die Kontaktbahn wird durch Verschwenken, des Lineals mittels des als Kontaktstift ausgebiMetenGegenkontakteseingestellt.
  • Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, daß das Differelnzmeßwerk einen elektrischen Kontaktgeber enthält, dessen einer Kontakt nach Maßgabe der Dehnung das Prfobestabas auf den. Gegenkontakt zu bewegt wird. während sein Gegenkontakt in einem der Maschinenkrart proportionalen, der elastischen ; Dehnung entsprechenden Maß zurückbewegt wird. Die Rückbewegung des Gegenkontaktes erfolgt durch eine von der Maschinenkraft gedehnte Meßfader, z. B. einen Kontrollzugstab.
  • Weiterist nach der r Erfinung vorgesehen, einen elektrischen Widerstands-oder elektroinduktiven KraftmesserundDehnungsmesserzurBestimmung der Dehnungsdifferenz von 0.2% durch eine Brücken- oder Kompensationsschaltung zu verwenden.
  • In der Zeichnung ist der Ernndungsgegenstand. in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt, es zeigt Abb.1 eine Spannungs-Delnungs-Kurve, Abb.2 die Ausführung eines Meßgerätes mit zwei Bewegungsrichtungen dies Kontaktstiftes, Abb. 3 eine Ausführung mit einer Bewegungsrichtung des Kontaktstiftes und Abb. eine Ausführung aus zwei miteinander gekuppelten Dehnungsmessern.
  • Die Dehngrenze = o, 2-Grenze der Spannungsehnungs-Kurve a ist durch den dargestellten Abstand von der elastischen Geraden b gegeben.
  • Die Spannung, bei der dieser Abstand erreicht wird, soll von dem Prüfgerät angegeben werden.
  • Die Kurve a würde von einem Stift c beschrieben werden, der in waagerechter Richtung vom Dehnungsmesser und in. senkrechter Richtung vom Kraftmesser der Prüfmaschine usgelenkt wird.
  • Das Ausfühfungsbeispiel in Abb. 2 zeigt die grundsätzliche Ausführung eines Meßgerätes. Hier wird ein in waagerechter Richtung vom Dehnungsmesser und in senkrechter Richtung vom Kraftmesser der Prüfmaschine bewegter Kontaktstift d verwendet, der eine Kontaktfeder so steuert, daß sie sich im Abstand von 0,% der Dehnung von der Spannungs-Dehnungs-Geraden befindet. Dies wird d. urch ein Führungslineal e erreicht, da, s um die Anfangslage des Kontaktstiftes d schwenkbar bei g-angeordnet ist. Dieses Lineal e trägt im 0,2% Abstand auf einem Isolierstück h die Kontaktfeder f.
  • Bei Versuchsbeginn ist dieses Führungslineal e auf die Dehnungskoordinate heruntergeschwenkt.
  • Die Arbeitsweise des Gerätes ist daher folgende : Würde an Stelle eines Kontaktstiftes d ein Schreibstift verwendet werden,, so würde dieser auf einer festen Unterlage einte Spannungs-Dehnungs-Linie entsprechend Abb. i aufschreiben. Bei seiner Bewegung wird nun der Stift das LIneal e aufrichten, d. h. es in eine Lage drehen, die dem Anfangsverlauf der Spannungs-Dehnungs-Linie, also der elastischen Geraden, entspricht. Bei der weiteren Bewegung weicht der Stift d von dem Linial e nach rechts ab, denn die Dehnung wird großer als die eilastische.
  • Das Lineal e wird infolge seiner Reibung in seiner Lage verharren, und Stift d wird bei der weiteren : Bewegung den Zwischenraum zwischen Lineal e und KOntaktfeder f durcheilen und beim Erreichen einer überelastischen Dehnung von 0,2% die Kontaktfeder f berühren. Der Kontakt wird hierdurch geschlossen, und ein hierdurch herbeigafüh.T'terStromschluß wird dazu verwendet, um die in diesem Augenblick vom Kraftzeiger der Prüfmaschine angegebene Last festzulegen. Für die Festlegung der Last bestehen eine Reihe bekannter Möglichkeiten, die z. B. bei Waagen mit Druckwerk angewendet werden.
  • Eine ganz gleichwertige Anordnung ergibt sich selbstverständlich, wenn der Kontaktstift d nicht zwei Bewegungs. richtungen ausführt, sondern z. B. mur in der Kraftrichtung k bewegt wird, während der Drehpunkt g des Richtungslineals e mit der Kontakt. feder f in der Dehnungsrichtung i abgelenkt wird (s. Abb. 3). Die Führung für den Kontaktstift d ist mit in und die Führung für die Schwenkachse g des Steuerlineals e mit H bezeichnet.
  • In den meisten Fällen wird bei der Prüfung das Elastizitätsmaß des geprüften Werkstoffes bekannt sein, da das Elastizitätsmaß sich beim gleichen Metall mit den Werkstofteigenschaften nur wenig ändert. In diesem Fall ist dann die federnde Dehnung durch das Verhältnis Spannung : Elastizitätsmaß bestimmt ; sie ist bei bekannter Probastababmessung und bekanntem Elastizitätsmaß nur von der Maschinenkraft abhängig. Dies ermöglicht eine andere Ausführung gemäß der Erfindung. Hierzu wird von dem vom Dehmmgsmesser angezeigten Dehnungsweg ein der Maschinenkraftanzeige pro" portionaler, die elastische Dehnung darstellender Betrag abgezogen. Dies ist beispielswiese dadurch zu erreichen, daß der Dehnungsmesser einen Kontaktstift auf einen Gegenkontakt zu bewegt, während der Gegenkontakt um einen der Maschinenkra, ft entsprechenden Betrag vor dem Kontakt zurückweicht. Diesels der Maschinenkraft entsprechende Rückbewegung kann z. B. über eine entsprechende Zwischenühersetzung vom Kraftzeiger der Prüfmachine a, usgeführt werden.
  • Be : i einer anderen Ausführung kann statt des Kraftemessers der Maschine hierfür ein Feindehnungsmesser p an einem Kontrollzugstab o dienen, dessen Dehnungen selbstverständlich rein elastisch bleiben müssen. Die Rückbewegung des Gegenkontaktes s entsprechend dem elastischen Verhalten, wurde in diesem Fall bei gleichem Material einfach dadurch erzielt, daß die Dehnungsdifferenz zwischen zwei Stäben o, q geimessen wird', von denem, der eine sich noch nicht überelastisch verformt.
  • Dies läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß der Vergleichsstab o einen entsprechend größeren Querschnitt bekommt, so daß er bei gleicher Last entsprechend niedriger beansprucht wird. Der erforderliche Dehnungsweg des Vergleichsstabes o läßt sich dann entweder durch größere Meßlänge odeur ein entsprechendgrößeresÜbersetzungsverhältnisdesDehnungsmesserserzielen.Diese Ausführung würde also z B. aus zwei miteinander gekuppelten Dehnungsmessern p, r bestehen, von denen der eine, p, fest an einem mit der Maschine verbundenen Kontrollzugkörper o angeordnet ist, während der andere an den zu untersuchenden Probestab ? angelegt wird (s. Abb.4).
  • Da sich elektrische Kontakte sehr genau durch Schraubenmjkrometer einstellen lassen, kann von einer mechanischen Übersetzung der Dehnung bei einer ähnlichen Anordnung in manchen Fällen überhaupt abgesehen werden.
  • Die Differenzbildung zwischen der Gesamtdehnung und der der Spannung proportionalen elastischen Dehnung kann. auch auf elektrischem Wege erMgen, indem z. B. ein Dehnungsmeßgerät vernvendet wird, dessen Widerstand sich der Dehnung entsprechend ändert und durch den Kraftzeiger der Prüfmaschine ebenfalls ein Widerstand verändert wird. Zu dem einen dieser Widerstände wird ein einer Dehnung von 0,2% entsprechender Zusatzwidcrstand zugeschaltet. Mit Hilfe einer BrückenschaJtungwirddannder Punkt festgestellt, in dem das Widerstandsgleichgewicht nicht mehr vorhanden ist.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE : i. Werkstoffprüfgerät, gekennzeichnet durch e. ine solche Verbindung eines Spannungsmessers und eines Dehnungsmessers bekannter Bauart mit einem Differenzmeßwerk, d'aß die Überschreitung'der elastischen Dehnung um o. 2"/o zur Anzeige gebracht wird.
  2. 2. Werkstoffprüfgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Differnenzmeßwerk die bei Überschreitung der elastischen Dehnung von 0,2% vorhandene Spannug zur Anzeige bringt.
  3. 3. Werkstoffprüfgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Diilerenzmeßwerk einen elektrischen Kontaktgeber enthält, dessen einer Kontakt (d) einerseits durch den Spannungsmesser, andererseits senkrecht dazu nach Maßgabe der Dehnung des Prüflings bewegt wird. und dessen Gegenkontakt aus einer um einen Drehpunkt (g) schwenkbaren Kontakthahn (f) besteht, die von dem ersten Kontakt (d) derart gesteuert wird, daß sie sich entsprechend de, Anfangsverlauf des Spannungs-Dehnungs-Diagramms panallel zur anfänglichen Bewegungsrichtung des ersten Kontaktes einstellt.
  4. 4. Werkstoßprüfge. rät nach Anspruch 3, dadurch gekennzechnet, daß die Kontaktbah. (f) an einem schwenkbanen Führungslineal (e) in einem der Überschreitung der elastischen Dehnung um 0, 2% entsprechenden Abstand und parallel zu dem Lineal liegernd'befestigt ist umd durch Verschwendken des Lineals mittels des als Kontaktstift (d) ausgebildeten Gegenkontaktes eingestellt wird.
  5. 5. Ausführungsfonm nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Kontaktbahn (f) verbundene schwenkbare Lineal (e) nach Maßgabe der Dehnung des Prüflings verschoben und der Kontaktstift (d) durch den Spannungsmmesser senkrecht dazu bgewegt wird, so daß die KOntaktgahn (f) in eine zum An fangsverlauf des Spannungs-Dehnungs-Diagramms parallele Lage verschwenkt wird.
  6. 6. Werkstoßprüfgorät nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Differen ! zmeßwerk einen elektrischen Kontaktgeber enthält, dessen einer Kontakt nach Maßgabe der Dehnung des Probestabes auf den Gegenkontakt zu bewegt wird, wärend sein Gegenkontakt in einem der Maschinenkraft proportionalen,der elastischen hem entsprechanden Maß zurückbewegt wird.
  7. 7. Meßeinrichtung nach Ans. pruch 6, da, durch gekennzeichnet, daß die Rückbewegung des Gegenkontaktes durch eine von der Maschinenkraft gedehnte Meßfeder. z. B. enen Kontrollzugstab, erfolgt-8. Meßeinrichtung zum Werkstoprüfgerät nach ANspruch 1, gekennzeochnet durch die Verwendung eines elektrischen. Widersta. nds- oder elektroindüktiven Kraftmessers und Dehnungsmessers zur Bestimmung der Dehnungsdifferenz von, o, 2% durch eine Brücken- oder Kompensationsschaltung.
DEH2006D 1940-12-20 1940-12-20 Werkstoffpruefgeraet Expired DE902682C (de)

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DE (1) DE902682C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1106988B (de) * 1954-03-20 1961-05-18 Zwick & Co Kg Werkstoffpruefmaschine fuer Druck- und Zugversuche an stark verformbaren Stoffen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1106988B (de) * 1954-03-20 1961-05-18 Zwick & Co Kg Werkstoffpruefmaschine fuer Druck- und Zugversuche an stark verformbaren Stoffen

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