EA035220B1 - Device for determining mechanical characteristics of materials subjected to tension - Google Patents

Device for determining mechanical characteristics of materials subjected to tension Download PDF

Info

Publication number
EA035220B1
EA035220B1 EA201700494A EA201700494A EA035220B1 EA 035220 B1 EA035220 B1 EA 035220B1 EA 201700494 A EA201700494 A EA 201700494A EA 201700494 A EA201700494 A EA 201700494A EA 035220 B1 EA035220 B1 EA 035220B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
sample
loading
frame
test
creep
Prior art date
Application number
EA201700494A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201700494A1 (en
Inventor
Багдат Бурханбайулы Телтаев
Алибай Искакбаев
Фемистокл Константинович Андриади
Original Assignee
Акционерное Общество "Казахстанский Дорожный Научно-Исследовательский Институт" (Ао "Каздорнии")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Казахстанский Дорожный Научно-Исследовательский Институт" (Ао "Каздорнии") filed Critical Акционерное Общество "Казахстанский Дорожный Научно-Исследовательский Институт" (Ао "Каздорнии")
Publication of EA201700494A1 publication Critical patent/EA201700494A1/en
Publication of EA035220B1 publication Critical patent/EA035220B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/18Performing tests at high or low temperatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/10Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general

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)

Abstract

The invention relates to the field of experimental mechanics, in particular, to devices for determining mechanical characteristics of materials subjected to tension and can be used in the road and other industries. The device consists of a steel frame that supports a heating chamber is installed, in which heating elements and a fan are mounted, two steel plates designed to fasten a sample of test material to two rods, the upper rod fixed by a hemispherical hinge to the frame has an adjusting nut, the lower rod is pinched by a latch against the frame is movable freely in vertical direction; it also carries a dynamometer, a loading tank with a shutter and a calibrated opening, while two steel plates on two opposite sides at equal distances from the sample axis have dial indicators to measure sample movements recorded by a high-speed video camera; a control sample of test material with two internal temperature sensors attached to its surface is installed in the heating chamber; the sensors are connected to two programmable temperature controllers showing the current temperature; on the outside of the steel frame, a loading tank with a shutter and a calibrated opening is fixed, connected to the loading tank by a pipeline; further, a device for preparing samples for testing, which comprises a base of aluminium channel bar with an aluminium conductor fixed to it and two aluminium conductors sliding freely in the horizontal plane, four permanent magnets mounted in all conductors; the device itself also has two aluminium platforms with three adjusting screws with nuts on each platform, which allows expanding the temperature range of the test from -301°C to +601°C and determining tensile mechanical characteristics of materials for various types of tests: creep at constant load; creep at step loading; cyclic creep; deformation under loading at constant speed.

Description

Изобретение относится к области экспериментальной механики, в частности к устройствам для определения механических характеристик материалов при растяжении, и может быть использовано в дорожной и других отраслях.The invention relates to the field of experimental mechanics, in particular to devices for determining the mechanical characteristics of materials under tension, and can be used in the road and other industries.

Известно устройство для косвенного определения прочности асфальтобетона при растяжении, представляющее собой механический или гидравлический пресс с двумя плитами, нижняя из которых перемещается со скоростью 50±2 мм/мин (СТ РК 1218-2003 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний, с. 27-28).A device is known for indirectly determining the tensile strength of asphalt concrete, which is a mechanical or hydraulic press with two plates, the lower of which moves at a speed of 50 ± 2 mm / min (ST RK 1218-2003 Materials based on organic binders for road and airfield construction. Methods Tests, pp. 27-28).

Недостатками данного устройства являются косвенное определение прочности при растяжении, а также ограниченность вида испытания.The disadvantages of this device are the indirect determination of tensile strength, as well as the limited type of test.

В качестве прототипа выбрана установка для определения механических характеристик материалов при растяжении, включающая горизонтальную стальную балку, на которую одним концом прикрепляется образец испытуемого материала, а другой конец которого шарнирно соединен с загрузочным сосудом, имеющим отверстие, соответствующее определенному значению скорости нагружения и два индикатора часового типа для измерения перемещений. Установка позволяет проводить испытание при температуре 20±2°C (Вестник Министерства науки-Академии наук Республики Казахстан, 1998, № 6, с. 23-25).As a prototype, a device was selected for determining the mechanical characteristics of materials under tension, including a horizontal steel beam, on which a sample of the test material is attached at one end, and the other end of which is pivotally connected to a loading vessel having an opening corresponding to a certain value of the loading speed and two dial indicators for measuring movements. The installation allows testing at a temperature of 20 ± 2 ° C (Bulletin of the Ministry of Science-Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, 1998, No. 6, pp. 23-25).

Недостатками данной установки являются ограниченность вида испытания (ползучесть при постоянной нагрузке) и узкий температурный диапазон испытания.The disadvantages of this installation are the limited type of test (creep at constant load) and a narrow temperature range of the test.

Задача изобретения состоит в разработке устройства для определения механических характеристик материалов при растяжении для различных видов испытаний: ползучесть при постоянной нагрузке; ползучесть при ступенчатой нагрузке; циклическая ползучесть; деформирование при нагружении с постоянной скоростью.The objective of the invention is to develop a device for determining the mechanical characteristics of materials under tension for various types of tests: creep at constant load; creep at step loading; cyclic creep; deformation under loading at a constant speed.

Технический результат заключается в расширении температурного диапазона испытания.The technical result consists in expanding the temperature range of the test.

Технический результат достигается устройством, состоящим из стальной рамы, на которой установлена термокамера, обеспечивающая температуру в диапазоне от -30±1°С до +60±1°С, в которую вмонтированы два нагревательных элемента и два испарителя с вентиляторами, две стальные пластинки, предназначенные для крепления образца испытуемого материала к двум штокам, верхний из которых закреплен шарниром в виде полусферы к раме и имеет регулировочную гайку. При этом нижний шток защемлен фиксатором относительно рамы и имеет свободное вертикальное перемещение. Кроме того, на нижнем штоке через блок закреплен гибкий стальной трос и сегментный рычаг с гибким стальным тросом, выполненный в виде съемного навесного приспособления, установлены динамометр, загрузочная емкость с заслонкой и калиброванным отверстием, а на двух стальных пластинах с двух противоположных сторон на равных расстояниях от оси образца установлены два индикатора часового типа для измерения перемещений, записываемых скоростной видеокамерой. В термокамере установлен контрольный образец испытуемого материала с вмонтированным внутри термодатчиком и термодатчиком, прикрепленным на его поверхности. Термодатчики соединены с программируемыми терморегуляторами, которые связаны с нагревательными элементами, холодильным агрегатом, испарителями и вентиляторами. На внешней стороне стальной рамы закреплена загрузочная ёмкость с заслонкой и калиброванным отверстием, которая соединена с загрузочной емкостью трубопроводом. Имеется также приспособление для подготовки образцов к испытанию, представляющее собой основу из алюминиевого швеллера, на которой вмонтированы алюминиевый неподвижный кондуктор и два подвижных в горизонтальной плоскости кондуктора из алюминия с гайками. В кондукторах вмонтированы четыре постоянных магнита. Приспособление имеет также две алюминиевые площадки с тремя регулировочными винтами на каждой площадке.The technical result is achieved by a device consisting of a steel frame on which a heat chamber is installed, providing a temperature in the range from -30 ± 1 ° С to + 60 ± 1 ° С, in which two heating elements and two evaporators with fans, two steel plates are mounted designed for fastening the test material sample to two rods, the upper of which is fixed by a hemispherical hinge to the frame and has an adjusting nut. In this case, the lower rod is pinched by the latch relative to the frame and has free vertical movement. In addition, a flexible steel cable and a segment lever with a flexible steel cable, made in the form of a removable attachment, are mounted on the lower rod through the unit, a dynamometer, a loading container with a shutter and a calibrated hole are installed, and on two steel plates from two opposite sides at equal distances two dial gauges are installed from the axis of the sample to measure the movements recorded by a high-speed video camera. A control sample of the test material is installed in the heat chamber with a temperature sensor mounted inside and a temperature sensor attached to its surface. The temperature sensors are connected to programmable thermostats, which are connected to heating elements, a refrigeration unit, evaporators and fans. On the outside of the steel frame, a loading tank with a shutter and a calibrated hole is fixed, which is connected to the loading tank by a pipeline. There is also a device for preparing samples for testing, which is a base of aluminum channel, on which an aluminum fixed conductor and two aluminum conductors with nuts moving in the horizontal plane are mounted. Four permanent magnets are mounted in the conductors. The device also has two aluminum platforms with three adjusting screws on each platform.

Существенными отличиями предлагаемого устройства от устройства по прототипу является то, что в качестве стального несущего элемента используют раму и дополнительно оно имеет термокамеру, в которую вмонтированы нагревательные элементы и испарители с вентиляторами, две стальные пластинки, предназначенные для крепления образца испытуемого материала к двум штокам, верхний из которых закреплен шарниром в виде полусферы к раме и имеет регулировочную гайку и регулировочную муфту свободного хода. При этом нижний шток защемлен фиксатором относительно рамы и имеет свободное вертикальное перемещение. Кроме того, на нижнем штоке через блок закреплен гибкий стальной трос и сегментный рычаг с гибким стальным тросом, выполненный в виде съемного навесного приспособления, установлен динамометр, а в термокамере имеются два термодатчика, прикрепленные внутри и на поверхности контрольного образца, соединенные с программируемыми терморегуляторами, которые связаны с нагревательными элементами, холодильным агрегатом, испарителями и вентиляторами. Дополнительно имеется также приспособление для подготовки образцов к испытанию, представляющее собой основу из алюминиевого швеллера, на которой вмонтирован алюминиевый неподвижный кондуктор и два подвижных в горизонтальной плоскости кондуктора из алюминия. В кондукторы вмонтированы четыре постоянных магнита. Приспособление имеет также две алюминиевые площадки с тремя регулировочными винтами на каждой площадке. Такая совокупность конструктивных элементов в заявляемом устройстве позволяет по сравнению с устройством по прототипу расширить температурный диапазон испытания от -30±1°С до +60±1°С и определять механические характеристики материалов при растяже- 1 035220 нии для различных видов испытаний: ползучесть при постоянной нагрузке; ползучесть при ступенчатой нагрузке; циклическая ползучесть; деформирование при нагружении с постоянной скоростью.Significant differences of the proposed device from the prototype device is that a frame is used as a steel supporting element and additionally it has a heat chamber, in which heating elements and evaporators with fans are mounted, two steel plates designed for attaching a sample of the test material to two rods, the upper of which is fixed by a hinge in the form of a hemisphere to the frame and has an adjusting nut and an adjusting clutch freewheel. In this case, the lower rod is pinched by the latch relative to the frame and has free vertical movement. In addition, a flexible steel cable and a segment lever with a flexible steel cable, made in the form of a removable attachment, are mounted on the lower rod through the unit, a dynamometer is installed, and the heat chamber has two temperature sensors attached inside and on the surface of the control sample connected to programmable temperature controllers, which are associated with heating elements, a refrigeration unit, evaporators and fans. In addition, there is also a device for preparing samples for testing, which is a base of aluminum channel, on which an aluminum fixed conductor and two aluminum conductors movable in the horizontal plane are mounted. Four permanent magnets are mounted in conductors. The device also has two aluminum platforms with three adjusting screws on each platform. Such a combination of structural elements in the inventive device allows, in comparison with the prototype device, to expand the temperature range of the test from -30 ± 1 ° C to + 60 ± 1 ° C and determine the mechanical characteristics of the materials under tensile stress for various types of tests: creep at constant load; creep at step loading; cyclic creep; deformation under loading at a constant speed.

На фиг. 1 представлено заявляемое устройство, включающее стальную раму 1, на которой установлена термокамера 2, обеспечивающая температуру в диапазоне от -30±1°С до +60±1°С, в которой вмонтированы нагревательные элементы 3, 4 и испарители 5, 6 с вентиляторами 7, 8, стальные пластинки 9 и 10, предназначенные для крепления образца испытуемого материала к штокам 11 и 12, верхний из которых имеет правую резьбу, закреплен через муфту 13 к штоку 14 с левой резьбой и к шарниру 15 в виде полусферы к раме 1 и имеет регулировочную гайку 16. Нижний шток 11 защемлен фиксатором 17 относительно рамы 1 и имеет свободное вертикальное перемещение. К нижней части стальной рамы 1 крепится съемный кронштейн 18 с горизонтальной осью, на которую установлена рычажная система, включающая сектор 19, малый блок 20, большой блок 21. На верхней части сектора 19 закреплен гибкий стальной трос 22, соединенный с нагрузочной емкостью 23, имеющей заслонку 24 и калиброванное отверстие 25, посредством динамометра 26. Малый блок 20 посредством гибкого стального троса 27 соединен с нижним штоком 11. Нагрузочная емкость 23 уравновешена грузом 28, соединяемым с большим блоком 21 рычажной системы гибким стальным тросом 29, проходящим через блок 30, который соединен с стальной рамой 1 через кронштейн 31. На металлических пластинах 9 и 10 с двух противоположных сторон на равных расстояниях от оси образца установлены два индикатора часового типа 32 для измерения перемещений, записываемых скоростной видеокамерой 33. В термокамере 2 установлен контрольный образец испытуемого материала 34 с вмонтированным внутри термодатчиком 35 и термодатчиком 36, прикрепленным на его поверхности. Термодатчики 35 и 36 соединены с программируемыми терморегуляторами 37 и 38, которые связаны с нагревательными элементами 3, 4, холодильным агрегатом 39, испарителями 5, 6 с вентиляторами 7 и 8.In FIG. 1 presents the inventive device, including a steel frame 1, on which a heat chamber 2 is installed, providing a temperature in the range from -30 ± 1 ° С to + 60 ± 1 ° С, in which heating elements 3, 4 and evaporators 5, 6 with fans are mounted 7, 8, steel plates 9 and 10, intended for fastening a sample of the test material to the rods 11 and 12, the upper of which has a right-hand thread, is fixed through a sleeve 13 to a rod 14 with a left-hand thread and to a hinge 15 in the form of a hemisphere to the frame 1 and has an adjusting nut 16. The lower rod 11 is pinched by the latch 17 relative to the frame 1 and has free vertical movement. To the lower part of the steel frame 1, a removable bracket 18 with a horizontal axis is mounted on which a lever system is installed, including a sector 19, a small block 20, a large block 21. A flexible steel cable 22 is attached to the upper part of the sector 19, connected to a load capacity 23 having the shutter 24 and the calibrated hole 25 by means of a dynamometer 26. The small block 20 is connected to the lower rod 11 by means of a flexible steel cable 27. The load capacitance 23 is balanced by a load 28 connected to the large block 21 of the lever system by a flexible steel cable 29 passing through the block 30, which connected to the steel frame 1 through the bracket 31. On metal plates 9 and 10 on two opposite sides at equal distances from the axis of the sample, two dial gauges 32 are installed to measure the movements recorded by the high-speed video camera 33. A control sample of the test material 34 is installed in the heat chamber 2 mounted inside the temperature sensor 35 and the temperature sensor 36, attached on its surface. Temperature sensors 35 and 36 are connected to programmable temperature controllers 37 and 38, which are connected to heating elements 3, 4, refrigeration unit 39, evaporators 5, 6 with fans 7 and 8.

На внешней стороне стальной рамы 1 закреплена загрузочная ёмкость 40 с заслонкой 41 и калиброванным отверстием 42. Нагружение образца испытуемого материала осуществляется путем засыпки мелкого одномерного сыпучего материала из ёмкости 40 в ёмкость 23 через трубопровод 43.On the outer side of the steel frame 1, a loading tank 40 with a shutter 41 and a calibrated hole 42 is fixed. The loading of the test material sample is carried out by filling in small one-dimensional bulk material from the tank 40 into the tank 23 through the pipe 43.

На фиг. 2 представлено приспособление, входящее как конструктивный элемент в заявляемое устройство и предназначенное для подготовки образцов к испытанию. Приспособление представляет собой основу из алюминиевого швеллера 44, на которую вмонтирован алюминиевый неподвижный кондуктор 45 и два подвижных в горизонтальной плоскости кондуктора из алюминия 46 и 47. В кондукторах вмонтированы четыре постоянных магнита 48. Для выставления образцов в вертикальной плоскости предусмотрены две алюминиевые площадки 49 с тремя регулировочными винтами 50 на каждой площадке. Фиксация образца испытуемого материала осуществляется подвижными кондукторами с помощью гаек 51.In FIG. 2 presents a device that is included as a structural element in the inventive device and is designed to prepare samples for testing. The device is a base of aluminum channel 44, on which an aluminum fixed conductor 45 and two movable aluminum conductors 46 and 47 are movable in a horizontal plane. Four permanent magnets 48 are mounted in the conductors. Two aluminum pads 49 with three 50 adjusting screws on each site. Fixation of the sample of the test material is carried out by moving conductors using nuts 51.

Устройство работает следующим образом. К образцу испытуемого материала установленных геометрических размеров с использованием приспособления (фиг. 2) специальным клеем приклеиваются стальные пластины и выдерживаются до полного схватывания. При этом используемое приспособление позволяет обеспечить соосность и параллельность пластин относительно испытуемого образца. При помощи регулировочной гайки 16 приближенно устанавливается необходимое расстояние между штоками 11 и 12 для данной серии по высоте испытуемых образцов. Точная регулировка расстояния осуществляется с помощью муфты 13. Фиксатором 17 шток 11 фиксируется к стальной раме 1. Подготовленный к испытанию образец устанавливается между штоками 11 и 12 путем вкручивания штоков в стальные пластины 9 и 10. При помощи муфты 13 выбирают свободный ход относительно фиксатора 17. Прикрепляют индикаторы часового типа 32 справа и слева к пластинам 9 и 10 на равном расстоянии от оси испытываемого образца таким образом, чтобы они регистрировали линейное удлинение при растяжении. Нагрузка контролируется динамометром 26. Посредством нагревательных элементов 3 и 4, установленных справа и слева в термокамере, и программируемых терморегуляторов 37 и 38 достигается и поддерживается заданная температура в контрольном образце 34. Для понижения температуры в термокамере 2 ниже температуры окружающего воздуха подключается холодный агрегат 39. Подключается скоростная видеокамера 33 и направляется через смотровое окно термокамеры 2 на индикаторы часового типа 32.The device operates as follows. Steel samples are glued to the specimen of the test material of established geometric dimensions using the device (Fig. 2) with a special glue and held until fully seized. In this case, the device used allows for the alignment and parallelism of the plates relative to the test sample. Using the adjusting nut 16, the necessary distance between the rods 11 and 12 for this series is approximately set by the height of the test samples. Precise adjustment of the distance is carried out using the clutch 13. The latch 17, the rod 11 is fixed to the steel frame 1. The sample prepared for the test is installed between the rods 11 and 12 by screwing the rods into the steel plates 9 and 10. Using the clutch 13, the free travel relative to the latch 17 is selected. Attach dial gauges 32 to the right and left to the plates 9 and 10 at an equal distance from the axis of the test specimen so that they record linear elongation under tension. The load is controlled by dynamometer 26. By means of heating elements 3 and 4, installed on the right and left in the heat chamber, and programmable temperature controllers 37 and 38, the set temperature in the control sample 34 is achieved and maintained. To lower the temperature in the heat chamber 2 below the ambient temperature, a cold unit 39 is connected. A high-speed video camera 33 is connected and sent through the viewing window of the thermal camera 2 to the dial indicators 32.

Далее в зависимости от выбранного вида испытания выполняются следующие процедуры.Further, depending on the type of test selected, the following procedures are performed.

Пример 1. Ползучесть при постоянной нагрузкеExample 1. Creep at constant load

В этом виде испытания деформирование образца происходит под действием постоянной нагрузки до заданного момента времени или до разрушения образца. Процесс ползучести при постоянной нагрузке осуществляется следующим образом. Закрываются заслонки 24 и 41 в емкостях 23 и 40. В емкость 40 загружается мелкий одномерный сыпучий материал заданного веса. Снимается фиксатор 17. Включается скоростная видеокамера 33 и записывается изменение во времени удлинения испытуемого образца. Открывается заслонка 41 и происходит нагружение испытуемого образца. После окончания нагружения, образец под постоянной нагрузкой остается до заданного момента времени или до разрушения образца. По окончании испытания открывается заслонка 25 и высыпается материал.In this type of test, the deformation of the sample occurs under the action of a constant load until a given point in time or until the sample is destroyed. The creep process at constant load is as follows. The shutters 24 and 41 are closed in containers 23 and 40. Small one-dimensional bulk material of a given weight is loaded into the tank 40. The latch 17 is removed. The high-speed video camera 33 is turned on and the change in time of elongation of the test sample is recorded. The shutter 41 opens and the test sample is loaded. After loading, the sample under constant load remains until a given point in time or until the sample is destroyed. At the end of the test, the shutter 25 opens and the material pours out.

Пример 2. Ползучесть при ступенчатой нагрузке.Example 2. Creep at a step load.

В этом виде испытания деформирование испытуемого образца происходит под действием нагрузок,In this type of test, deformation of the test specimen occurs under the influence of loads,

- 2 035220 создающих в образце напряжения σμ σ2, величина которых поддерживается постоянной в течение заданных промежутков времени At1, At2, ... и увеличивается скачкообразно по их истечении. Процесс ступенчатого нагружения осуществляется следующим образом. Закрываются заслонки 24 и 41 в емкостях 23 и 40. В емкость 40 загружается мелкий одномерный сыпучий материал заданного веса, создающего напряжение σ1. Снимается фиксатор 17. Включается скоростная видеокамера 33 и записывается изменение во времени удлинения испытуемого образца. Открывается заслонка 41 и происходит нагружение образца (создается напряжение σ1). Образец под действием напряжения σ1 остается в течение времени At1. Закрывается заслонка 41. Пока образец находится под напряжением σ1, в емкость 40 загружается следующая порция мелкого одномерного сыпучего материала заданного веса, создающего вместе с достигнутым напряжением σ1 напряжение σ2. По истечении времени At1 открывается заслонка 41 и происходит нагружение образца (создается напряжение σ2). Образец под действием напряжения σ2 остается в течение времени At2. Затем аналогичным образом осуществляются последующие нагружения и деформирование образца под постоянными напряжениями до заданного момента времени или до разрушения образца. По окончании испытания открывается заслонка 24 и высыпается материал.- 2 035220 creating stresses σ μ σ 2 in the sample, the value of which is kept constant during the given time intervals At 1 , At 2 , ... and increases stepwise after them. The process of step loading is as follows. The shutters 24 and 41 are closed in the tanks 23 and 40. A small one-dimensional bulk material of a given weight, which creates a voltage of σ 1, is loaded into the tank 40. The latch 17 is removed. The high-speed video camera 33 is turned on and the change in time of elongation of the test sample is recorded. The shutter 41 opens and the sample is loaded (stress σ 1 is created ). Under the influence of stress σ 1, the sample remains during the time At 1 . The shutter 41 is closed. While the sample is under a voltage of σ 1 , the next portion of a small one-dimensional bulk material of a given weight is loaded into the container 40, which creates a voltage of σ 2 along with the achieved voltage of σ 1 . After the time At 1 expires, the shutter 41 opens and the sample is loaded (stress σ 2 is created ). Under the influence of stress σ 2, the sample remains during the time At 2 . Then, in the same manner, subsequent loading and deformation of the sample under constant stresses to a given point in time or until the destruction of the sample. At the end of the test, the shutter 24 opens and material is poured out.

Пример 3. Циклическая ползучестьExample 3. Cyclic creep

В этом виде испытания деформирование испытуемого образца происходит под действием в течение заданного времени At1 постоянных напряжений σ одинаковой величины, между которыми образец в течение заданного времени At2 находится в ненагруженном состоянии. Процесс циклического нагружения осуществляется следующим образом. Закрывается заслонка 24 и 41 в емкости 23 и 40. В емкость 40 загружается мелкий одномерный сыпучий материал заданного веса, создающего в образце напряжение σ. Снимается фиксатор 17. Включается скоростная видеокамера 33 и записывается изменение во времени удлинения испытуемого образца. Открывается заслонка 41 и через калиброванное отверстие 42 происходит нагружение образца. После окончания нагружения образец под действием напряжения σ остается в течение заданного времени At1. Затем открывается заслонка 24 и осуществляется разгрузка образца через калиброванное отверстие 25. Образец в ненагруженном состоянии остается в течение заданного времени At2, по истечении которого аналогичным образом повторяются следующие циклы деформирования образца в нагруженном и ненагруженном состояниях нужное количество циклов или до его разрушения.In this type of test, the deformation of the test sample occurs under the action of constant stresses σ of the same magnitude for a given time At1, between which the sample is in an unloaded state for a given time At2. The cyclic loading process is as follows. The shutter 24 and 41 in the container 23 and 40 closes. A small one-dimensional bulk material of a given weight is loaded into the container 40, creating a voltage σ in the sample. The latch 17 is removed. The high-speed video camera 33 is turned on and the change in time of elongation of the test sample is recorded. The shutter 41 opens and loading of the sample occurs through the calibrated hole 42. After loading is completed, the sample under the action of stress σ remains for a given time At 1 . Then the shutter 24 opens and the sample is unloaded through the calibrated hole 25. The sample remains in the unloaded state for a predetermined time At2, after which the following cycles of deformation of the sample in the loaded and unloaded states are repeated in the same way for the required number of cycles or until it is destroyed.

Пример 4. Деформирование при нагружении с постоянной скоростьюExample 4. Deformation under loading at a constant speed

В этом виде испытания образец испытуемого материала деформируется непрерывно до заданного момента времени или до разрушения под действием напряжения, величина которого увеличивается с постоянной скоростью. Этот процесс осуществляется следующим образом. Закрываются заслонки 24 и 41 в емкостях 23 и 40. В емкость 40 загружается мелкий одномерный сыпучий материал заданного веса. Снимается фиксатор 17. Включается скоростная видеокамера 33 и записывается изменение во времени удлинения испытуемого образца. Открывается заслонка 41 и происходит нагружение образца до заданного момента времени или до его разрушения.In this type of test, the sample of the test material is deformed continuously to a given point in time or to failure under the influence of stress, the value of which increases with a constant speed. This process is as follows. The shutters 24 and 41 are closed in containers 23 and 40. Small one-dimensional bulk material of a given weight is loaded into the tank 40. The latch 17 is removed. The high-speed video camera 33 is turned on and the change in time of elongation of the test sample is recorded. The shutter 41 opens and the sample is loaded to a predetermined point in time or to its destruction.

Устройство изготовлено в АО Казахстанский дорожный научно-исследовательский институт и используется при экспериментальном определении механических характеристик асфальтобетона.The device was manufactured at the Kazakhstan Road Research Institute JSC and is used in the experimental determination of the mechanical characteristics of asphalt concrete.

Claims (3)

1. Устройство для определения механических характеристик материалов при растяжении, состоящее из стального несущего элемента, загрузочной емкости с калиброванным отверстием и двух индикаторов часового типа для измерения перемещений, отличающееся тем, что дополнительно имеется нагрузочная емкость, а в качестве несущего элемента используют раму, на которую установлена термокамера, предназначенная для поддержания образца при постоянной температуре, и в которую вмонтированы нагревательные элементы, а также имеются два термодатчика, прикрепленные на поверхности и внутри испытуемого образца и соединенные с двумя программируемыми терморегуляторами положительных температур, показывающими текущие значения, и термодатчиком, соединенным с цифровым программируемым терморегулятором отрицательных температур, в которую вмонтированы нагревательные элементы, а также холодильный агрегат, испарители с вентиляторами, две стальные пластинки, предназначенные для крепления образца испытуемого материала к двум штокам, верхний из которых закреплен шарниром в виде полусферы к раме и имеет регулировочную гайку и муфту, а нижний шток защемлен фиксатором относительно рамы и имеет свободное вертикальное перемещение, на котором установлен сегментный рычаг с блоками, тросами и динамометром.1. A device for determining the mechanical characteristics of materials under tension, consisting of a steel supporting element, a loading container with a calibrated hole and two dial indicators for measuring displacements, characterized in that there is additionally a loading capacity, and a frame on which a frame is used a heat chamber is installed, designed to maintain the sample at a constant temperature, and in which heating elements are mounted, and there are two temperature sensors attached to the surface and inside the test sample and connected to two programmable positive temperature thermostats showing the current values, and a temperature sensor connected to a digital programmable thermostat for negative temperatures, in which heating elements are mounted, as well as a refrigeration unit, evaporators with fans, two steel plates, designed to mount a sample of the test material to two m rods, the upper of which is hinged in the form of a hemisphere to the frame and has an adjusting nut and clutch, and the lower rod is pinched by a latch relative to the frame and has free vertical movement, on which a segment lever with blocks, cables and a dynamometer is mounted. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что загрузочная и нагрузочная емкости имеют заслонки.2. The device according to claim 1, characterized in that the loading and loading capacities have shutters. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что два индикатора установлены на стальных пластинах с двух противоположных сторон на равных расстояниях от оси образца.3. The device according to claim 1, characterized in that two indicators are mounted on steel plates from two opposite sides at equal distances from the axis of the sample.
EA201700494A 2017-06-22 2017-10-06 Device for determining mechanical characteristics of materials subjected to tension EA035220B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ20170544 2017-06-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201700494A1 EA201700494A1 (en) 2018-12-28
EA035220B1 true EA035220B1 (en) 2020-05-18

Family

ID=64948950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201700494A EA035220B1 (en) 2017-06-22 2017-10-06 Device for determining mechanical characteristics of materials subjected to tension

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA035220B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110108574A (en) * 2019-05-27 2019-08-09 南京工业大学 A kind of assembled high temperature loading test platform

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB571917A (en) * 1942-07-18 1945-09-14 Sulzer Ag Improvements in or relating to apparatus for use in the testing of metals
SU90700A1 (en) * 1950-07-10 1950-11-30 Н.В. Горелышев Machine for testing asphalt concrete samples and other similar materials.
SU712731A1 (en) * 1977-01-24 1980-01-30 Физико-Технический Институт Низких Температур Ан Украинской Сср Device for investigating mechanical properties of materials
JPS6250639A (en) * 1985-08-29 1987-03-05 Shimadzu Corp Tension testing machine for test-piece under high temperature and low temperature
SU1317253A1 (en) * 1985-08-06 1987-06-15 Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения Thermocryogenic chamber for static tests of materials
KR20130053068A (en) * 2011-11-14 2013-05-23 강원대학교산학협력단 Horizontal type tension-compression tester
CN103674726A (en) * 2013-12-28 2014-03-26 苏州市东华试验仪器有限公司 High-temperature and low-temperature tension testing machine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB571917A (en) * 1942-07-18 1945-09-14 Sulzer Ag Improvements in or relating to apparatus for use in the testing of metals
SU90700A1 (en) * 1950-07-10 1950-11-30 Н.В. Горелышев Machine for testing asphalt concrete samples and other similar materials.
SU712731A1 (en) * 1977-01-24 1980-01-30 Физико-Технический Институт Низких Температур Ан Украинской Сср Device for investigating mechanical properties of materials
SU1317253A1 (en) * 1985-08-06 1987-06-15 Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения Thermocryogenic chamber for static tests of materials
JPS6250639A (en) * 1985-08-29 1987-03-05 Shimadzu Corp Tension testing machine for test-piece under high temperature and low temperature
KR20130053068A (en) * 2011-11-14 2013-05-23 강원대학교산학협력단 Horizontal type tension-compression tester
CN103674726A (en) * 2013-12-28 2014-03-26 苏州市东华试验仪器有限公司 High-temperature and low-temperature tension testing machine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Вестник Министерства науки Академии Наук Республики Казахстан, 1998, № 6, с. 23-25 *

Also Published As

Publication number Publication date
EA201700494A1 (en) 2018-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100975294B1 (en) System for testing tension strength under high-temperature condition and method using the same
CN104913981A (en) High-temperature in situ tension-fatigue test system and test method thereof
US10060833B2 (en) Apparatus for testing shape memory effects in liquid bath
CN104897477B (en) A kind of pitch class Material Creep Test device
CN204718898U (en) High-temp in-situ stretching-fatigue test system
EA035220B1 (en) Device for determining mechanical characteristics of materials subjected to tension
CN102789726A (en) Teaching experiment device and method for biology strip-shaped material mechanical property test
CN102692378A (en) Method for measuring prestrain of sample in metal organic coating environment test
KR20190021888A (en) Loading device of freeze testing apparatus for ground
EA035218B1 (en) Device for determining mechanical characteristics of materials subjected to tension
CN114018460A (en) Device and method for measuring tension stability of workpiece
RU154142U1 (en) DEVICE FOR TESTING ASPHALT CONCRETE FOR RING
RU147978U1 (en) INSTALLATION FOR TESTS FOR LONG DURABILITY OF ONE-DIRECTIONAL POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS TAKING INTO ACCOUNT THE INFLUENCE OF ENVIRONMENTAL HUMIDITY
Boccardi et al. Infrared thermography to monitor Glare® under cyclic bending tests with correction of camera noise
CN108692834A (en) One kind is for verifying the lower concrete stress experimental rig of internal loading effect
US7052174B2 (en) Device for determining changes in dimension due to temperature fluctuation
RU148677U1 (en) EDUCATIONAL INSTRUMENT FOR DEMONSTRATION OF CREEP OF POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS
RU141868U1 (en) INSTALLATION FOR LONG DURABILITY TESTING OF ONE-DIRECTIONAL POLYMER COMPOSITE MATERIALS
RU146444U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE YIELD OF METALS AND ALLOYS
KR101836737B1 (en) Indentation tester having stage jig apparatus
RU138634U1 (en) DEVICE FOR TESTING RESISTANCE OF MATERIALS OF THERMAL FATIGUE
JPH01216227A (en) Weight load type creep testing machine
Turner et al. Frequency dependence of Q for rock stressed near the breaking point
SU1651147A1 (en) Device for breaking machine to test materials
RU1778614C (en) Installation for testing material specimen for long-term strength and creep

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU