ITTO20110482A1 - Apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale in piu' direzioni giacenti in un piano - Google Patents
Apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale in piu' direzioni giacenti in un piano Download PDFInfo
- Publication number
- ITTO20110482A1 ITTO20110482A1 IT000482A ITTO20110482A ITTO20110482A1 IT TO20110482 A1 ITTO20110482 A1 IT TO20110482A1 IT 000482 A IT000482 A IT 000482A IT TO20110482 A ITTO20110482 A IT TO20110482A IT TO20110482 A1 ITTO20110482 A1 IT TO20110482A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- deformation
- cam
- rotation
- axis
- sensor
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 39
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect 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
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
-
- 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
- G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0032—Generation of the force using mechanical means
- G01N2203/0037—Generation of the force using mechanical means involving a rotating movement, e.g. gearing, cam, eccentric, or centrifuge effects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0076—Hardness, compressibility or resistance to crushing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/025—Geometry of the test
- G01N2203/0254—Biaxial, the forces being applied along two normal axes of the specimen
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)
Description
"Apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale in più direzioni giacenti in un piano"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce a un'apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale in più direzioni giacenti in un piano.
Ai fini della presente invenzione, con l'espressione di rigidezza di un campione di materiale in una data direzione à ̈ da intendersi il rapporto scalare fra la forza generata in condizioni statiche dal materiale in conseguenza della deformazione prodotta sul campione di materiale in tale direzione, e l'entità della deformazione stessa. Detto in altro modo, supponendo di imporre sul campione di materiale una deformazione nota in una certa direzione, la rigidezza del campione di materiale in tale direzione à ̈ il rapporto scalare fra la forza generata dal materiale in conseguenza della deformazione imposta e la deformazione stessa. Per semplicità , la forza che viene generata dal materiale in conseguenza della deformazione imposta verrà di qui in avanti indicata come forza di reazione.
Nel caso di un materiale anisotropo, la rigidezza varia a seconda della direzione considerata e dunque, a parità di spostamento imposto su un campione di tale materiale in direzioni diverse, si avranno valori di forza di reazione diversi nelle diverse direzioni considerate.
Ad oggi non esistono meccanismi che consentano di misurare la rigidezza di un campione di materiale in più direzioni, ma la rigidezza di un campione di materiale in più direzioni viene ricavata mediante complesse tecniche di calcolo che richiedono un enorme lavoro di post-processamento di dati acquisiti sperimentalmente.
Scopo della presente invenzione à ̈ dunque fornire un'apparecchiatura che consenta di misurare in modo semplice, veloce e automatico la rigidezza di un campione di materiale in più direzioni, in particolare in più direzioni giacenti in un piano, e quindi di caratterizzare la rigidezza planare del campione di materiale.
Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo la presente invenzione grazie a un'apparecchiatura per la misura della rigidezza avente le caratteristiche definite nell'annessa rivendicazione indipendente 1.
Forme di realizzazione preferite della presente invenzione formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto à ̈ da ritenersi come parte integrale e integrante della descrizione che segue.
In sintesi, l'invenzione si fonda sull'idea di realizzare un'apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale in più direzioni giacenti in un piano, l'apparecchiatura comprendendo:
mezzi di deformazione predisposti per imporre ciclicamente sul campione di materiale una deformazione prestabilita lungo più direzioni di deformazione,
mezzi di movimentazione predisposti per variare di volta in volta la direzione di deformazione lungo cui i mezzi di deformazione impongono la deformazione prestabilita sul campione di materiale, in maniera tale per cui a ogni ciclo di deformazione la direzione di deformazione à ̈ diversa dalla di rezione di deformazione del ciclo di deformazione immediatamente precedente, e
mezzi sensori di forza predisposti per rilevare, a ogni ciclo di deformazione eseguito sul campione di materiale, un segnale indicativo della forza di reazione prodotta dal campione di materiale lungo la direzione di deformazione.
Imponendo sul campione di materiale, tramite i mezzi di deformazione, una deformazione prestabilita in una direzione nota e misurando, tramite i mezzi sensori di forza, la forza di reazione prodotta dal campione di materiale lungo tale direzione, l'apparecchiatura secondo l'invenzione consente di misurare la rigidezza del campione di materiale in tale direzione. Variando a ogni ciclo di misurazione, tramite i mezzi di movimentazione, la direzione di deformazione, l'apparecchiatura secondo l'invenzione consente di cambiare di volta in volta la direzione di misura della rigidezza del campione di materiale.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:
la figura 1 à ̈ una vista prospettica di un'apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale in più direzioni giacenti in un piano, secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione;
la figura 2 Ã ̈ una vista in elevazione laterale dell'apparecchiatura della figura 1;
la figura 3 Ã ̈ una vista in sezione assiale dell'apparecchiatura della figura 1, secondo il piano indicato con III-III nella figura 2;
la figura 4 Ã ̈ una vista in esploso dell'apparecchiatura della figura 1, da cui per maggiore chiarezza sono stati rimossi alcuni componenti al fine di evidenziare i mezzi di movimentazione facenti parte dell'apparecchiatura;
la figura 5 à ̈ una vista prospettica dell'apparecchiatura della figura 1, in cui à ̈ inoltre mostrato un campione di materiale su cui effettuare la misura della rigidezza e sono inoltre indicate le diverse direzioni lungo cui l'apparecchiatura à ̈ in grado di effettuare la misura della rigidezza; la figura 6 à ̈ una vista in esploso che mostra il campione di materiale, il sensore di forza facente parte dell'apparecchiatura della figura 1, nonché i componenti utilizzati per vincolare il campione di materiale;
la figura 7 Ã ̈ una vista in sezione che mostra il collegamento del campione di materiale al sensore di forza dell'apparecchiatura della figura 1; la figura 8 mostra un esempio di profilo della camma utilizzata come mezzo di movimentazione nell'apparecchiatura della figura 1; e
la figura 9 mostra la legge del moto imposta dal profilo della camma della figura 8.
Con riferimento inizialmente alle figure dalla 1 alla 5, con 10 à ̈ complessivamente indicata un'apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale S in più direzioni giacenti in un piano. L'apparecchiatura 10 à ̈ in grado in particolare di misurare la rigidezza del campione di materiale S in un dato numero N di direzioni radiali (mostrate nella figura 5) ortogonali a un dato asse z (nell'esempio di realizzazione illustrato un asse verticale) e disposte angolarmente equidistanziate in un piano ortogonale all'asse z, la distanza angolare fra una direzione di misura e la direzione di misura adiacente essendo pari a 360°/N. Nell'esempio di realizzazione illustrato nella figura 5, l'apparecchiatura à ̈ in grado di misurare la rigidezza del campione di materiale S lungo 8 direzioni angolarmente distanziate l'una dall'altra di 45°. Come risulterà chiaro dalla descrizione che segue, l'apparecchiatura secondo l'invenzione può essere configurata in modo da misurare la rigidezza in un qualsiasi altro numero di direzioni.
L'apparecchiatura 10 à ̈ provvista di mezzi di movimentazione comprendenti un albero di comando 12 disposto con il proprio asse di rotazione coincidente con l'asse z e un motore elettrico (non mostrato), o analogo dispositivo di azionamento, predisposto per comandare in rotazione, direttamente o tramite un meccanismo di rinvio e/o riduzione del moto, l'albero di comando 12 intorno all'asse z. L'albero di comando 12 à ̈ supportato a rotazione (in modo non mostrato ma comunque per sé noto) alla sua estremità inferiore da una struttura di supporto (anch'essa non mostrata) facente parte del dispositivo 10. Anche il motore elettrico à ̈ preferibilmente supportato dalla struttura di supporto.
L'apparecchiatura 10 comprende inoltre una camma 14 calettata sull'albero di comando 12, preferibilmente all'estremità superiore di questo, in modo da ruotare in modo solidale a questo intorno all'asse z. La camma 14 à ̈ realizzata come elemento a disco, che si estende in un piano perpendicolare all'asse z e ha il proprio centro di rotazione sull'asse z, ed à ̈ predisposta per generare un moto lineare in tale piano.
I mezzi di movimentazione dell'apparecchiatura 10 comprendono inoltre un meccanismo riduttore, complessivamente indicato con 16, predisposto per trasmettere, con un rapporto di trasmissione inferiore a uno, il moto rotatorio dell'albero di comando 12 intorno all'asse z in moto rotatorio di un organo di uscita 18 sempre intorno all'asse z. Nella forma di realizzazione qui proposta, il meccanismo riduttore 16 à ̈ un rotismo epicicloidale. Più specificamente, il rotismo epicicloidale comprende un pignone o solare 20, calettato sull'albero di comando 12 in modo da ruotare in modo solidale a questo intorno all'asse z, una corona dentata 22 a dentatura interna, che à ̈ fissata alla struttura di supporto ed à ̈ disposta con il proprio asse coincidente con l'asse z, una pluralità di satelliti 24 (tre satelliti, nella forma di realizzazione qui proposta) radialmente interposti fra il solare 20 e la corona dentata 22 e ingrananti permanentemente ciascuno sia con il solare 20 sia con la corona dentata 22, e un porta-satelliti formato dall'organo di uscita 18, il porta-satelliti essendo montato girevole intorno all'asse z e supportando ciascuno dei satelliti 24 in modo girevole intorno a un rispettivo asse di rotazione z' parallelo all'asse z. In modo per sé noto, il rotismo epicicloidale 16 trasmette quindi il moto rotatorio all'organo di uscita 18 tramite l'albero di comando 12 con un dato rapporto di trasmissione R minore di uno (nell'esempio illustrato, R = 1/8), che dipende dai numeri di denti della corona dentata 22, del solare 20 e dei satelliti 24. Ne consegue che a una rotazione dell'albero di comando 12, e quindi della camma 14, di 360° intorno all'asse z corrisponde una rotazione dell'organo di uscita 18 di un angolo pari a 360°Î‡R intorno all'asse z.
L'apparecchiatura 10 comprende inoltre una piastra di supporto 28 montata sull'organo di uscita 18 mediante mezzi di guida lineari, che nella forma di realizzazione qui proposta sono formati da una coppia di guide lineari 30 disposte da parti opposte rispetto all'asse z e dirette parallelamente a un asse ortogonale all'asse z, cioà ̈ dirette radialmente. La piastra di supporto 28 à ̈ dunque solidale a rotazione all'organo di uscita 18 intorno all'asse z, ma scorrevole rispetto all'organo di uscita 18 lungo una direzione di scorrimento x che coincide con la direzione radiale lungo cui si estendono le guide lineari 30 e che giace in un piano ortogonale all'asse z e quindi parallelo al piano in cui si estende la camma 14. La direzione di scorrimento x à ̈ fissa rispetto all'organo di uscita 18 e ruota dunque intorno all'asse z solidalmente all'organo di uscita stesso quando quest'ultimo à ̈ comandato in rotazione intorno all'asse z dall'albero di comando 12 tramite il rotismo epicicloidale 16. La piastra di supporto 28, che à ̈ ad esempio realizzata come organo a forma di disco, à ̈ interposta assialmente (cioà ̈ nella direzione dell'asse z) fra l'organo di uscita 18 e la camma 14.
L'apparecchiatura 10 comprende inoltre una struttura porta-sensore 32, che à ̈ montata sulla piastra di supporto 28 ed à ̈ rigidamente connessa a quest'ultima, e un sensore di forza multiassiale 34, che à ̈ fissato alla struttura porta-sensore 32 ed à ̈ disposto con il proprio asse parallelo all'asse z. La struttura porta-sensore 32 comprende una piastra superiore 36 che à ̈ disposta al disopra della camma 14 e una porzione di collegamento 38 che collega la piastra superiore 36 alla piastra di supporto 28 cingendo lateralmente parte della camma 14. Il sensore di forza 34 à ̈ di tipo per sé noto e non verrà quindi descritto in ulteriore dettaglio. Come mostrato nelle figure 6 e 7, in questa forma di realizzazione il sensore di forza 34 à ̈ montato girevole folle sulla piastra superiore 36 tramite un giunto rotante con cuscinetto 26, mentre alla sua estremità superiore à ̈ rigidamente connesso al campione di materiale S tramite un perno filettato 40 in modo da rimanere solidale a rotazione al campione di materiale S intorno all'asse z.
Come mostrato in particolare nella figura 3, l'apparecchiatura 10 comprende inoltre un organo cedente 44 cooperante con un profilo 42 della camma 14 (di seguito indicato come profilo di camma 42) e vincolato alla struttura porta-sensore 32. A tale proposito, l'organo cedente 44 comprende una porzione inferiore cilindrica 46 scorrevole lungo il profilo di camma 42 e un perno superiore 48 tramite il quale l'organo cedente 44 à ̈ collegato alla piastra superiore 36 della struttura porta-sensore 32, in maniera tale per cui la piastra superiore 36 della struttura porta-sensore 32 risulta essere solidale all'organo cedente 44 nel movimento di traslazione di questo in direzione radiale (direzione x). Con riferimento anche alle figure 8 e 9, il profilo di camma 42 à ̈ opportunamente conformato in modo da produrre, a seguito della rotazione della camma 14 intorno all'asse z, un movimento traslatorio rettilineo dell'organo cedente 44 nella direzione x tramite le guide lineari 30, e quindi un movimento traslatorio rettilineo dell'intera struttura porta-sensore 32 in direzione radiale con una data legge del moto, quale in particolare quella mostrata nella figura 9. In particolare, il profilo di camma 42 à ̈ progettato per provocare, a ogni rotazione di 360° della camma 14 intorno all'asse z, dapprima (primi 60° di rotazione della camma) un movimento rettilineo radiale dell'organo cedente 44 di una data corsa ∆l pari all'alzata della camma 14. Il movimento rettilineo radiale dell'organo cedente 44, consentito dalle guide lineari 30, viene trasmesso all'intera struttura porta-sensore 32 provocando la deformazione del campione di materiale S attraverso il collegamento con il sensore di forza 34. In una successiva fase della rotazione della camma 14 (ad esempio nei successivi 60° di rotazione) il profilo di camma 42 à ̈ conformato come arco di circonferenza e quindi non si ha movimento radiale dell'organo cedente 44. Durante tale fase il campione di materiale S permane nello stato di deformazione generato nella precedente fase, consentendo al sensore di forza 34 di misurare la forza di reazione prodotta dal campione di materiale stesso. Nei successivi 60° di rotazione della camma 14, il profilo di camma 42 à ̈ in discesa e quindi l'organo cedente 44 à ̈ soggetto a un movimento rettilineo lineare di eguale ampiezza ma di verso opposto rispetto alla prima fase (fase di alzata), ritornando così nella posizione originaria prima dell'inizio del ciclo di deformazione e permanendo in tale posizione sino al termine della rotazione di un giro completo della camma 14 (intervallo di rotazione da 180° a 360°), come mostrato nella figura 9.
Il profilo di camma 42 potrebbe comunque essere diverso da quello mostrato nella figura 8, a patto che produca, a ogni rotazione della camma 14, un moto rettilineo alternato dell'organo cedente 44 con opportune fasi di alzata, permanenza e discesa, con conseguente corrispondente spostamento in direzione radiale della struttura porta-sensore 32 e conseguente deformazione del campione di materiale S connesso rigidamente al sensore di forza 34.
Pertanto, a ogni giro completo della camma 14 intorno all'asse di rotazione z sul campione di materiale S viene imposto, e mantenuto per un certo intervallo di rotazione della camma 14, uno spostamento radiale di entità ∆l pari all'alzata del profilo di camma 42. Misurando, tramite il sensore di forza 34, la forza di reazione prodotta dal campione di materiale S conseguentemente alla sua deformazione durante l'arco di rotazione della camma 14 in cui viene mantenuta la deformazione prodotta sul campione di materiale stesso, ed essendo nota l'entità ∆l della deformazione imposta, à ̈ dunque possibile risalire direttamente al valore della rigidezza del campione di materiale S nella direzione radiale considerata calcolando il rapporto tra la forza misurata dal sensore 34 e l'entità ∆l della deformazione imposta dal profilo di camma 42 attraverso il movimento lineare dell'organo cedente 44.
Ora, dal momento che il sensore di forza 34 à ̈ solidale al campione di materiale S ed à ̈ libero di ruotare intorno al proprio asse rispetto alla struttura porta-sensore 32, la rotazione della camma 14 e la sua azione sull'organo cedente 44 producono un movimento radiale alternato del sensore di forza 34 che viene ripetuto in diverse direzioni radiali a ogni giro completo della camma 14 poiché variano le direzioni del movimento lineare dell'organo cedente 44. Inoltre, dal momento che la camma 14 à ̈ solidale all'albero di comando 12 nel movimento di rotazione intorno all'asse z e dal momento che il meccanismo riduttore 16 impone un dato rapporto di trasmissione R (nell'esempio qui proposto, come già detto, un rapporto di trasmissione R = 1/8) fra l'albero di comando 12 e l'organo di uscita 18, ne consegue che a ogni rotazione completa dell'organo di uscita 18 corrispondono N = 1/R giri completi (nel presente caso 8 giri completi) della camma 14. Dal momento che il campione di materiale S non à ̈ libero di ruotare, ma à ̈ vincolato a un telaio T (schematicamente mostrato nella figura 6), oltre che al sensore di forza 34, esso viene deformato per effetto del movimento radiale alternato del sensore di forza 34 in direzioni radiali ortogonali all'asse z.
Più in generale, se la camma 14 à ̈ configurata in modo da eseguire un ciclo di deformazione a ogni giro completo intorno all'asse z, per un giro completo dell'organo di uscita 18, la camma 14 avrà compiuto N giri completi e quindi N cicli di deformazione, consentendo pertanto il rilevamento di N rigidezze del campione di materiale S in N direzioni radiali diverse giacenti in un piano ortogonale all'asse z e angolarmente distanziate l'una dall'altra di un angolo pari a 360°/N. Ancora più in generale, indicando con n il numero di cicli di deformazione eseguiti dalla camma 14 a ogni giro completo intorno all'asse z, per un giro completo dell'organo di uscita 18, la camma 14 avrà compiuto n·N giri completi e quindi n·N cicli di deformazione, consentendo pertanto il rilevamento di n·N rigidezze del campione di materiale S in n·N direzioni radiali diverse giacenti in un piano ortogonale all'asse z e angolarmente distanziate l'una dall'altra di un angolo pari a 360°/(n·N).
Anche se il funzionamento dell'apparecchiatura di misura della rigidezza à ̈ da ritenersi già sufficientemente chiaro alla luce della descrizione sopra fornita, se ne riepilogheranno qui di seguito i passi principali, con riferimento in particolare alla figura 5, in cui si ha n = 1, R = 1/8 e dunque N = 8.
Una volta che l'apparecchiatura viene avviata, cioà ̈ che il motore elettrico connesso all'albero di comando 12 viene posto in rotazione, la camma 14 viene posta in rotazione intorno all'asse z con una data velocità angolare Ï–. Grazie al meccanismo riduttore 16, l'organo di uscita 18 ruota a una velocità angolare pari a Ï–/8 nel medesimo verso della camma 14. Di conseguenza, la struttura portasensore 32 e il sensore di forza 34 compiono un moto rototraslatorio dato dalla composizione di un moto rotatorio intorno all'asse z con velocità angolare pari a Ï–/8 imposto dal meccanismo riduttore 16 8 e di un moto traslatorio in direzione ortogonale all'asse z imposto dal profilo di camma 42 sull'organo cedente 44.
In base al profilo di camma 42 esemplificato dalla figura 8, nell'arco di rotazione della camma 14 compreso tra 0° e 60° si ha la fase di alzata che impone sul campione di materiale S una deformazione, di entità ∆x1pari all'alzata ∆l, in una prima direzione radiale x1giacente in un piano ortogonale all'asse z. Durante la successiva fase di mantenimento della deformazione imposta sul campione di materiale S (intervallo angolare da 60° a 120°), il sensore di forza 34 rileva la forza di reazione F1esercitata dal campione di materiale S lungo la direzione radiale x1in cui ha subito la deformazione ∆x1. L'apparecchiatura permette quindi di calcolare la rigidezza K1del campione di materiale S nella direzione x1come rapporto fra il modulo della forza di reazione F1e l'entità ∆x1= ∆l della deformazione imposta. Nella successiva fase di discesa (intervallo angolare da 120° a 180°), il campione di materiale S viene riportato nella posizione iniziale indeformata, per rimanere in tale posizione fino al completamento di un giro da parte della camma 14 (ultimi 180° di rotazione della camma 14). Nel frattempo l'organo di uscita 18 à ̈ ruotato di un angolo α pari a 360°/8 = 45°, con conseguente variazione dell'orientamento dell'asse x delle guide lineari 30, e quindi della struttura porta-sensore 32, rispetto al sensore di forza 34 e al campione di materiale S del medesimo angolo α. Al giro successivo, quindi, il profilo di camma 42 eseguirà la fase di alzata, e quindi la deformazione del campione di materiale S, in una seconda direzione radiale x2angolarmente distanziata dalla prima direzione radiale x1dell'angolo α con uno spostamento imposto di entità ∆x2= ∆l. Nell'intervallo angolare di rotazione della camma 14 corrispondente alla fase di mantenimento della deformazione imposta, il sensore di forza 34 rileverà la forza di reazione F2esercitata dal campione di materiale S lungo la seconda direzione radiale x2, consentendo quindi di calcolare la rigidezza K2del campione di materiale S in tale direzione come rapporto fra il modulo della forza di reazione F2e l'entità ∆l della deformazione imposta.
In un giro completo dell'organo di uscita 18 si avranno pertanto 8 giri completi della camma 14 e quindi 8 diversi rilevamenti in sequenza della rigidezza del campione di materiale S lungo 8 direzioni radiali ortogonali all'asse z, giacenti in uno stesso piano e angolarmente equidistanziate l'una dall'altra di un angolo α = 45°.
Come appare chiaro dalla descrizione sopra fornita, l'apparecchiatura secondo l'invenzione consente di effettuare la misura della rigidezza di un campione di materiale in più direzioni giacenti in un piano, in particolare in più direzioni radiali angolarmente equidistanziate l'una rispetto all'altra, in un intervallo di tempo che dipende dalla velocità angolare ϖ con cui viene posto in rotazione l'albero di comando 12.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto à ̈ stato descritto e illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza con ciò fuoriuscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.
Ad esempio, anche se nella forma di realizzazione qui descritta e illustrata il meccanismo riduttore che permette di trasmettere il moto dall'albero di comando 12 all'organo di uscita 18 con un rapporto di trasmissione minore di 1 à ̈ un rotismo epicicloidale, à ̈ chiaro che al posto di un rotismo epicicloidale può essere previsto un qualsiasi altro meccanismo di riduzione del moto, quale ad esempio un harmonic drive, una trasmissione conica ecc.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura di misura della rigidezza (10) per misurare la rigidezza di un campione di materiale (S) in più direzioni (x1, x2, ..., xi, ..., x8), l'apparecchiatura (10) comprendendo: mezzi di deformazione (14, 28, 32, 44) predisposti per imporre ciclicamente sul campione di materiale (S) un ciclo di deformazione comprendente uno spostamento prestabilito (∆l) lungo una direzione di deformazione (x1, x2, ..., xi, ..., x8), mezzi di movimentazione (12, 16, 18) predisposti per variare di volta in volta la direzione di deformazione (x1, x2, ..., xi, ..., x8), in maniera tale per cui a ogni ciclo di deformazione la direzione di deformazione à ̈ diversa dalla direzione di deformazione del ciclo di deformazione immediatamente precedente, e mezzi sensori di forza (34) predisposti per essere collegati al campione di materiale (S) per rilevare, a ogni ciclo di deformazione, un segnale indicativo della forza di reazione (F1, F2, ..., Fi, ..., F8) generata dal campione di materiale (S) lungo la direzione di deformazione (x1, x2, ..., xi, ..., x8).
- 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di deformazione (14, 28, 32, 44) sono configurati in maniera tale per cui la direzione di deformazione (x1, x2, ..., xi, ..., x8) lungo cui à ̈ applicato ogni volta lo spostamento prestabilito (∆l) à ̈ una direzione radiale passante per un asse di rotazione (z) dell'apparecchiatura, in cui detti mezzi di movimentazione (12, 16, 18) sono predisposti per variare la direzione di deformazione (x1, x2, ..., xi, ..., x8) da un ciclo di deformazione al successivo mediante rotazione intorno a detto asse di rotazione (z).
- 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi di movimentazione (12, 16, 18) sono predisposti per variare la direzione di deformazione (x1, x2, ..., xi, ..., x8) da un ciclo di deformazione al successivo mediante rotazione di un angolo prestabilito (α) di valore costante.
- 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2 o la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di deformazione (14, 28, 32, 44) comprendono una camma (14) che presenta un profilo di comando (42) opportunamente conformato per produrre detto spostamento prestabilito (∆l) ed à ̈ montata girevole intorno a detto asse di rotazione (z), un organo cedente (44) che à ̈ disposto a contatto con il profilo di comando (42) della camma (14) per scorrere lungo esso quando la camma (14) ruota intorno a detto asse di rotazione (z), e una struttura porta-sensore (28, 32) su cui sono montati detti mezzi sensori (34), in cui la struttura porta-sensore (28, 32) à ̈ montata girevole intorno a detto asse di rotazione (z) e scorrevole mediante mezzi di guida lineari (30) in direzione radiale (x), e in cui la struttura porta-sensore (28, 32) à ̈ solidale a traslazione all'organo cedente (44), di modo che per effetto della rotazione della camma (14) intorno a detto asse di rotazione (z), l'organo cedente (44) e la struttura porta-sensore (28, 32) traslano in direzione radiale (x) con una legge del moto definita dal profilo di comando (42) della camma (14).
- 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, in cui detti mezzi di movimentazione (12, 16, 18) sono predisposti per comandare in rotazione simultaneamente la camma (14) e la struttura portasensore (28, 32) intorno a detto asse di rotazione (z) con un dato rapporto prestabilito (R) fra la velocità angolare della struttura porta-sensore (28, 32) e la velocità angolare della camma (14).
- 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, in cui detto rapporto prestabilito (R) Ã ̈ minore di 1.
- 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5 o la rivendicazione 6, in cui detti mezzi di movimentazione (12, 16, 18) comprendono un albero di comando (12) girevole intorno a detto asse di rotazione (z) e un meccanismo di trasmissione del moto (16) interposto fra l'albero di comando (12) e la struttura porta-sensore (28, 32), in cui la camma (14) Ã ̈ solidale a rotazione all'albero di comando (12), in cui il meccanismo di trasmissione del moto (16) comprende un organo d'ingresso (20) solidale a rotazione all'albero di comando (12) e un organo di uscita (18) solidale a rotazione alla struttura porta-sensore (28, 32), e in cui il meccanismo di trasmissione del moto (16) Ã ̈ predisposto per trasmettere il moto rotatorio dall'organo d'ingresso (20) all'organo di uscita (18) con un rapporto di trasmissione pari a detto rapporto prestabilito (R).
- 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7, in cui il meccanismo di trasmissione del moto (16) à ̈ un rotismo epicicloidale e comprende un solare (20) formante detto organo d'ingresso, una corona dentata fissa (22) avente una dentatura interna, una pluralità di satelliti (24) radialmente interposti fra il solare (20) e la corona dentata (22) e ingrananti permanentemente ciascuno sia con il solare (20) sia con la corona dentata (22), e un porta-satelliti che à ̈ montato girevole intorno a detto asse di rotazione (z) e supporta ciascuno dei satelliti (24) in modo girevole intorno a un rispettivo asse di rotazione (z') parallelo a detto asse di rotazione (z) dell'apparecchiatura (10), il porta-satelliti essendo formato dall'organo di uscita (18) del meccanismo di trasmissione del moto (16).
- 9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7 o la rivendicazione 8, in cui la struttura portasensore (28, 32) Ã ̈ montata (30) radialmente scorrevole in direzione radiale (x) mediante detti mezzi di guida lineari (30) sull'organo di uscita (18) del meccanismo di trasmissione del moto (18).
- 10. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 4 alla 9, in cui il profilo di comando (42) della camma (14) à ̈ conformato in maniera tale per cui la camma (14) esegue, a ogni rotazione di 360° intorno a detto asse di rotazione (z), almeno un ciclo di deformazione comprendente una prima fase in cui la camma (14) impone detto spostamento prestabilito (∆l), una seconda fase in cui la camma (14) mantiene detto spostamento prestabilito (∆l), e una terza fase in cui la camma (14) produce un movimento radiale di corsa identica a quella della prima fase, ma in verso opposto, in modo da riportare l'organo cedente (44) nella posizione di partenza, e quindi il campione di materiale (S) in una condizione iniziale in cui non vi à ̈ deformazione dello stesso.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000482A ITTO20110482A1 (it) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale in piu' direzioni giacenti in un piano |
PCT/IB2012/052776 WO2012164538A1 (en) | 2011-06-03 | 2012-06-01 | Apparatus for measuring the stiffness of a sample of material in a plurality of directions laying in a same plane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000482A ITTO20110482A1 (it) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale in piu' direzioni giacenti in un piano |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ITTO20110482A1 true ITTO20110482A1 (it) | 2012-12-04 |
Family
ID=44555006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT000482A ITTO20110482A1 (it) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale in piu' direzioni giacenti in un piano |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
IT (1) | ITTO20110482A1 (it) |
WO (1) | WO2012164538A1 (it) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115315581A (zh) * | 2020-02-11 | 2022-11-08 | 利勃海尔比伯拉赫零部件有限公司 | 具有监测装置的滚动轴承 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107449575B (zh) * | 2017-09-19 | 2023-09-01 | 臻越自动化技术(上海)有限公司 | 车顶棚刚度检测装置以及车顶棚刚度检测设备 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002019907A1 (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-14 | Johns Hopkins University | Quantification of muscle tone |
WO2005040765A2 (en) * | 2003-10-28 | 2005-05-06 | Universidade Do Minho | Multiaxial universal testing machine |
-
2011
- 2011-06-03 IT IT000482A patent/ITTO20110482A1/it unknown
-
2012
- 2012-06-01 WO PCT/IB2012/052776 patent/WO2012164538A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002019907A1 (en) * | 2000-09-06 | 2002-03-14 | Johns Hopkins University | Quantification of muscle tone |
WO2005040765A2 (en) * | 2003-10-28 | 2005-05-06 | Universidade Do Minho | Multiaxial universal testing machine |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
MASIA L ET AL: "A novel mechatronic system for measuring end-point stiffness: Mechanical design and preliminary tests", REHABILITATION ROBOTICS (ICORR), 2011 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, 29 June 2011 (2011-06-29), pages 1 - 6, XP031924395, ISBN: 978-1-4244-9863-5, DOI: 10.1109/ICORR.2011.5975515 * |
SARDELLITTI I ET AL: "Design Criteria for a Mechatronic Handle for Measuring Visco-Elastic Properties of the Human Arm", REHABILITATION ROBOTICS, 2005. ICORR 2005. 9TH INTERNATIONAL CONFERENC E ON CHICAGO, IL, USA JUNE 28-JULY 1, 2005, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 28 June 2005 (2005-06-28), pages 440 - 443, XP010830475, ISBN: 978-0-7803-9003-4, DOI: 10.1109/ICORR.2005.1501137 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115315581A (zh) * | 2020-02-11 | 2022-11-08 | 利勃海尔比伯拉赫零部件有限公司 | 具有监测装置的滚动轴承 |
US12071984B2 (en) | 2020-02-11 | 2024-08-27 | Liebherr-Components Biberach Gmbh | Rolling bearing with monitoring device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012164538A1 (en) | 2012-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009300171A (ja) | タイヤ試験機及びタイヤ試験方法 | |
ITTO20110482A1 (it) | Apparecchiatura per la misura della rigidezza di un campione di materiale in piu' direzioni giacenti in un piano | |
JP6052161B2 (ja) | 遊星ギア機構の動特性測定装置及び動特性測定方法 | |
SU499831A3 (ru) | Устройство дл сообщени телу качательного движени | |
JP6070950B2 (ja) | ギヤ伝達効率測定装置及びギヤ伝達効率測定方法 | |
IT201600082297A1 (it) | Dispositivo per il controllo di qualità in continuo di contenitori | |
ATE498833T1 (de) | Vorrichtung zur messung von mittels einer drehelement-unwucht erzeugten kräften | |
ITMI20120564A1 (it) | Dispositivo di equilibratura, particolarmente per turbocompressori e relativo procedimento. | |
FR2683470A1 (fr) | Accompagnateur de tole pour presse-plieuse. | |
ITMI980163A1 (it) | Dispositivo per determinare e/o rivelare le forze agenti sugli elementi del profilo di una ruota per autoveicoli | |
US1327393A (en) | Fabric-testing machine | |
US1559466A (en) | Apparatus for testing the strength of pasteboard, cardboard, and the like | |
US20130008248A1 (en) | Torsion balance apparatus | |
ITMI20002720A1 (it) | Macchina e procedimento per la raddrizzatura di pezzi di piccola sezione ed elevata lunghezza | |
JP4631688B2 (ja) | 噛合伝達誤差測定装置 | |
ITFI20120001A1 (it) | Modulo di scansione continua, sistema di scansione comprendente detto modulo e relativo metodo di scansione | |
JP3674755B2 (ja) | プーリ荷重測定方法およびプーリ荷重測定装置 | |
ITVR20070019A1 (it) | Procedimento per rilevare la struttura tridimensionale di un oggetto e apparecchiatura per attuare tale procedimento | |
US116285A (en) | Improvement in dynamometers | |
IT202000021637A1 (it) | Unità e metodo di controllo di contenitori | |
GB275559A (en) | Improvements in crankshaft balancing machines | |
IT201800002686A1 (it) | Dispositivo di rotazione per allineatori rotanti di impianti di estrusione a bolla di materiale plastico e metodo di realizzazione dello stesso | |
RU2578797C2 (ru) | Устройство бесступенчатого вариатора с приводом ведущего звена через рычаги и изменяемую точку приложения внешних сил вращения | |
SU601587A1 (ru) | Балансировочное устройство | |
US943391A (en) | Dynamometer. |