Opis wzoruPattern description
Przedmiotem wzoru użytkowego jest przyrząd do badań wytrzymałościowych próbek o kształcie pierścieniowym, generujący powstanie naprężeń w jednym przekroju, przeznaczony do stosowania jako oprzyrządowanie laboratoryjne do badań własności mechanicznych zwłaszcza w próbach statycznego rozciągania i od zerowo tętniących badań zmęczeniowych w kierunku rozciągania.The subject of the utility model is a device for strength tests of samples with a ring shape, generating stresses in one cross-section, intended for use as laboratory equipment for testing mechanical properties, especially in static tensile tests and from zero-pulsating tensile fatigue tests.
Przyrząd przeznaczony jest do stosowania w laboratoriach nadzorujących prace nad produkcją polietylenowych rur wielowarstwowych a także rur PCV, rur z żywic epoksydowych itp. W dostępnym stanie techniki nie są znane analogiczne rozwiązania. Najbardziej zbliżonym konstrukcyjnie rozwiązaniem do przedmiotu zgłoszenia jest przyrząd przedstawiony w punkcie 4.2 normy PN EN 1394 z 2002 roku jednakże nie umożliwia on wygenerowania naprężeń tylko w jednym pożądanym przekroju badanej próbki.The device is intended for use in laboratories supervising work on the production of polyethylene multilayer pipes as well as PVC pipes, pipes made of epoxy resins, etc. No analogous solutions are known in the available state of the art. The most similar solution structurally to the subject of the application is the device presented in point 4.2 of the PN EN 1394 standard of 2002, however, it does not allow to generate stresses in only one desired cross-section of the tested sample.
Istotą rozwiązania przyrządu do badań wytrzymałościowych próbek o kształcie pierścieniowym według wzoru, jest jego konstrukcja, która składa się z dwóch oddzielnych półtarczy 1, które połączone są sztywno z dwoma oprawami 3, blokując w ten sposób wszystkie stopnie swobody elementów względem siebie, oprócz osi umożliwiającej rozsuwanie się opraw 3 i pozostałych części obu uchwytów względem siebie w kierunku równoległym do osi oddziaływania maszyny wytrzymałościowej, co umożliwia rozciąganie próbki. Konstrukcja umożliwia również nastawienie i przesuw regulacyjny półtarczy 1, w prowadnicach opraw 3, umożliwiając pozycjonowanie badanego przekroju próbki w osi oddziaływania, dzięki czemu podczas badań na obiekt nie wpływa żadna dodatkowa siła ani moment gnący wywołany nie osiowym umiejscowieniem badanego przekroju próbki.The essence of the device for strength tests of samples with a ring shape according to the pattern is its structure, which consists of two separate half-dials 1, which are rigidly connected to two housings 3, thus blocking all the degrees of freedom of the elements in relation to each other, except for the axis allowing for sliding holders 3 and the remaining parts of both holders relative to each other in a direction parallel to the axis of interaction of the testing machine, which allows the sample to be stretched. The structure also enables the positioning and adjustment movement of the half-disk 1 in the guides of the mounts 3, enabling the positioning of the tested sample cross-section along the axis of influence, so that during the tests, the object is not affected by any additional force or bending moment caused by the non-axial location of the tested cross-section of the sample.
Zaletami rozwiązania według wzoru jest: duża sztywność układu obciążającego badany obiekt, dzięki czemu wyniki badań nie są zakłócone o wartości odkształcenia układu obciążającego, konstrukcyjnie zwiększona sztywność pozwala również na zwiększenie częstotliwości pracy układu podczas prowadzenia badań zmęczeniowych (do ok. 20 Hz w zależności od charakteru badania i właściwości próbki), możliwość badania próbki pierścieniowej tylko w jednym pożądanym przekroju co umożliwia przeprowadzenie odkształceniowo naprężeniowej analizy wyników co z kolei daje możliwość tworzenia złożonych programów obciążenia dla obiektów wielowarstwowych z rozróżnieniem poszczególnych warstw, dokładne wypozycjonowanie badanego obiektu bez dodatkowego momentu gnącego w badanym przekroju co jednocześnie daje równomierny rozkład naprężeń, czego nie można uzyskać na jakichkolwiek innych konstrukcjach uchwytów wytrzymałościowych, możliwość pozycjonowania badanej próbki w kierunku prostopadłym do osi oddziaływania maszyny wytrzymałościowej, co umożliwia umiejscowienie badanego przekroju próbki w osi maszyny wytrzymałościowej, możliwość przeprowadzania szeregu badań mechanicznych takich jak próba statycznego rozciągania oraz od zerowo tętniące badania zmęczeniowe jednego przekroju próbki o kształcie pierścieniowym, bez jej deformacji na dwóch półtarczach, w kierunku (promieniowym) prostopadłym do osi obrotu obiektu z jakiego została pobrana próbka.The advantages of the solution according to the formula are: high stiffness of the system loading the tested object, thanks to which the test results are not disturbed by the deformation value of the loading system, the constructionally increased stiffness also allows to increase the frequency of the system operation during fatigue tests (up to approx. 20 Hz depending on the nature of testing and sample properties), the possibility of testing a ring sample in only one desired cross-section, which allows for the performance of strain-stress analysis of the results, which in turn enables the creation of complex loading programs for multilayer objects with the distinction of individual layers, precise positioning of the tested object without additional bending moment in the tested cross-section which at the same time gives an even distribution of stress, which cannot be obtained on any other structure of strength grips, the possibility of positioning the test sample in the direction perpendicular to the axis of influence strength yarn, which enables the location of the tested cross-section of the sample in the axis of the testing machine, the possibility of carrying out a number of mechanical tests, such as the static tensile test and zero-ripple fatigue tests of one cross-section of the sample with a ring shape, without deformation on two half-discs, in the (radial) perpendicular direction to the axis of rotation of the object from which the sample was taken.
Przyrząd według wzoru przedstawiony został na załączonych rysunkach, na których fig. 1, przedstawia przyrząd w widoku, zaś fig. 2 - przyrząd w przekroju wzdłużnym.An apparatus according to the formula is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the apparatus in a view and Fig. 2 shows the apparatus in longitudinal section.
Przyrząd według wzoru składa się z dwóch symetrycznych uchwytów, przy czym centralną częścią pojedynczego uchwytu jest półtarcza 1, która połączona jest sztywno z oprawą 3, w sposób umożliwiający dokonanie nastawy położenia badanej próbki 2 w kierunku prostopadłym do osi maszyny wytrzymałościowej. W połączenie oprawy 3 z półtarczą 1, wbudowany jest mechanizm blokujący 6, który blokuje przesuw i eliminuje luzy półtarczy 1 względem elementu 3.The device according to the formula consists of two symmetrical holders, where the central part of a single holder is the half-disk 1, which is rigidly connected to the holder 3, in a way that allows to adjust the position of the tested sample 2 in the direction perpendicular to the axis of the testing machine. In the connection of the holder 3 with the half-disk 1, a locking mechanism 6 is built-in, which blocks the movement and eliminates play of the half-disk 1 in relation to the element 3.
Przyrząd ma zastosowanie nie tylko w maszynach wytrzymałościowych z „hydraulicznymi uchwytami zaciskowymi” kasującymi luzy pomiędzy maszyną wytrzymałościową a oprzyrządowaniem dodatkowym ale również w maszynach pozbawionych systemów hydraulicznych, w takim wypadku luz uchwytów w gniazdach montażowych maszyny kasowany jest za pomocą mechanizmu śrubowego 5 oraz sprężyny napinającej 4.The device is used not only in testing machines with "hydraulic clamping grips" resetting the play between the testing machine and additional equipment, but also in machines without hydraulic systems, in which case the slack in the grips in the machine's mounting sockets is reset by means of a screw mechanism 5 and a tension spring 4 .