RU102801U1 - DEVICE FOR TESTING STRENGTH PROPERTIES OF STRUCTURAL MATERIALS - Google Patents
DEVICE FOR TESTING STRENGTH PROPERTIES OF STRUCTURAL MATERIALS Download PDFInfo
- Publication number
- RU102801U1 RU102801U1 RU2010142213/28U RU2010142213U RU102801U1 RU 102801 U1 RU102801 U1 RU 102801U1 RU 2010142213/28 U RU2010142213/28 U RU 2010142213/28U RU 2010142213 U RU2010142213 U RU 2010142213U RU 102801 U1 RU102801 U1 RU 102801U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crushing
- sample
- loading frames
- loading
- frames
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Устройство для испытания прочностных свойств конструкционных материалов, преимущественно на смятие, содержащее две металлические нагружающие рамы, установленные в верхний захват испытательной машины, образец конструкционного материала, представляющий собой прямоугольную пластину, соединенный с нагружающими рамами сминающим цилиндрическим стержнем, и датчик деформации, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит две нагружающие рамы, закрепленные в нижнем захвате испытательной машины, при этом в каждой нагружающей раме выполнено отверстие, в которое вставлен сминающий цилиндрический стержень, выступающий над нагружающей рамой на 0,05-0,1 диаметра, каждая пара нагружающих рам зафиксирована между собой направляющими штифтами, упругими элементами с возможностью регламентированного усилия прижатия и зажимами, на горизонтальной части нагружающих рам с внутренней стороны до середины сминающего цилиндрического стержня выполнен выступ с гладкой поверхностью, образец с прикрепленными прижимными винтами упорами имеет два одинаковых отверстия под сминающий цилиндрический стержень, расположенных друг от друга на расстоянии не менее чем три ширины образца, в качестве датчика деформации используются два датчика раскрытия, которые установлены в каждой паре нагружающих рам между сминающими цилиндрическими стержнями, выступающими над нагружающими рамами, и упорами, прикрепленными к образцу. A device for testing the strength properties of structural materials, mainly on crushing, containing two metal loading frames installed in the upper grip of the testing machine, a sample of the structural material, which is a rectangular plate connected to the loading frames by a crushing cylindrical rod, and a deformation sensor, characterized in that the device further comprises two loading frames fixed in the lower grip of the testing machine, with each loading frames a hole is made in which a crushing cylindrical rod is inserted, protruding above the loading frame by 0.05-0.1 diameters, each pair of loading frames is fixed to each other by guide pins, elastic elements with the possibility of a regulated pressing force and clamps on the horizontal part of the loading frames with on the inside, to the middle of the crushing cylindrical rod, a protrusion with a smooth surface is made, the sample with stops attached by clamping screws has two identical holes for crushing ilindrichesky rod, spaced at a distance not less than three sample width of two opening sensor used as a strain gauge, which are mounted in each pair of loading frames between crushes cylindrical rods protruding above the charging cradles, and abutments attached to the sample.
Description
Полезная модель относится к устройствам для определения прочностных свойств металлических и полимерных конструкционных материалов, а именно к определению характеристик смятия, которые характеризуют места деформации в болтовых, винтовых, резьбовых, клепаных соединениях конструкционных материалов, применяющихся в авиационной промышленности, машиностроении, судостроении и других отраслях техники, а также в строительной индустрии.The utility model relates to devices for determining the strength properties of metal and polymer structural materials, namely, to determine the characteristics of collapse, which characterize the strain points in bolted, screw, threaded, riveted joints of structural materials used in the aircraft industry, mechanical engineering, shipbuilding, and other engineering fields as well as in the construction industry.
Известно устройство для испытания конструкционных металлических материалов на смятие, включающее две металлические пластины с выступами, между которыми расположена прокладка, закрепленные верхними захватами испытательной машины, и приливами, между которыми устанавливают образец конструкционного материала, закрепленный в нижних захватах испытательной машины. Пластины с образцом соединены болтовым соединением. На пластины и образец устанавливают датчик деформации, представляющий собой прижимной экстензометр с ножами. При нагружении болт сминает образец, пластины перемещаются и по перемещению пластин относительно образца измеряют деформацию, по которой определяют характеристики смятия. (ASTM D 5961/D 5961M-01).A device is known for testing structural metal materials for collapse, comprising two metal plates with protrusions between which a gasket is located, secured by the upper grips of the testing machine, and tides between which a sample of structural material is mounted, fixed in the lower grips of the testing machine. The plates with the sample are bolted together. A strain gauge, which is a clamping extensometer with knives, is installed on the plates and the sample. During loading, the bolt crushes the sample, the plates move and the deformation is measured by moving the plates relative to the sample, according to which the characteristics of the collapse are determined. (ASTM D 5961 / D 5961M-01).
Недостатки этого устройства заключаются в том, что:The disadvantages of this device are that:
- требуется большой расход материала на образцы для испытаний, так как рабочая часть образца около отверстия под болт мала, но требуется значительная длина образца для его надежного зажатия в захватах;- a large consumption of material is required for test samples, since the working part of the sample near the bolt hole is small, but a significant length of the sample is required for its reliable clamping in grippers;
- установка датчика деформации включает в результат испытания «паразитные» деформации захвата и части образца под болтом;- installation of the strain gauge includes “parasitic” gripping deformations and parts of the sample under the bolt in the test result;
- сила затяжки болта не регулируется;- the torque of the bolt is not adjustable;
- устройство предназначено для определения характеристик смятия только полимерных конструкционных материалов;- the device is designed to determine the crushing characteristics of only polymer structural materials;
- зажатие образца приливами в зоне деформирования приводит к блокированию расширения образца, повышению трения между образцом и пластинами и, соответственно, к завышению результата.- clamping of the sample by tides in the deformation zone leads to blocking of the expansion of the sample, increased friction between the sample and the plates and, accordingly, to an overestimation of the result.
Известна полезная модель для испытания на смятие, содержащая две металлические пластины, между которыми расположена прокладка, соединенная с ними болтовым соединением, и образец конструкционного материала, соединенный с металлическими пластинами сминающим цилиндрическим стержнем, на котором установлен стрелочный рычажный датчик деформации. Металлические пластины соединены через нагружающую шпильку с испытательной машиной, а образец конструкционного материала закреплен в нижнем захвате испытательной машины. При нагружении образца сминающий цилиндрический стержень деформирует образец, удлинение которого передается на рычаг датчика деформации. (Патент США №5379647).A useful model for crushing testing is known, containing two metal plates, between which there is a gasket connected to them by a bolt connection, and a sample of structural material connected to metal plates by a crushing cylindrical rod on which an arrow lever strain gauge is mounted. The metal plates are connected through a loading pin to the test machine, and a sample of the structural material is fixed in the lower grip of the test machine. When loading the sample, the crushing cylindrical rod deforms the sample, the elongation of which is transmitted to the strain gauge lever. (US Patent No. 5,379,647).
Недостатки этого устройства заключаются в том, что:The disadvantages of this device are that:
- требуется большой расход материала на образцы для испытаний;- requires a large consumption of material for samples for testing;
- для замера деформации используется стрелочный рычажный датчик, имеющий погрешность в результате косвенного измерения деформации через рычаг;- to measure the deformation, an arrow lever sensor is used, having an error as a result of indirect measurement of deformation through the lever;
- зажатие образца между пластинами в зоне деформирования приводит к блокированию расширения образца, повышению трения между образцом и пластинами и завышению результата;- squeezing the sample between the plates in the deformation zone leads to blocking the expansion of the sample, increasing friction between the sample and the plates and overstating the result;
- конструкция является сложной для проведения испытания, что ограничивает ее применение.- the design is difficult to conduct the test, which limits its application.
За прототип принято устройство для испытания прочностных свойств конструкционных материалов, преимущественно на смятие, содержащее две металлические рамы U-образной формы с углублениями в центральной части, скрепленные между собой, устанавливаемые в верхний захват испытательной машины, образец конструкционного материала, представляющий собой прямоугольную пластину, соединенный с ними сминающим цилиндрическим стержнем, расположенным в углублениях рам, и датчик деформации, установленный между двумя щупами. Один щуп с направляющей прижимными винтами устанавливается на кромке образца конструкционного материала, а второй щуп представляет собой стержень с лезвием на конце, которое опирается на сминающий цилиндрический стержень. Нижняя часть образца конструкционного материала соединена с испытательной машиной через нагружающий стержень, который вставляется в нижний U-образный захват, установленный в испытательную машину. При нагружении образца сминающий цилиндрический стержень деформирует образец, щуп, опирающийся на сминающий цилиндрический стержень, перемещается и по взаимному перемещению щупов измеряют деформацию, по которой определяют характеристики смятия. (ASTM Е 238-08).The prototype is a device for testing the strength properties of structural materials, mainly for crushing, containing two metal U-shaped frames with recesses in the central part, fastened together, installed in the upper grip of the testing machine, a sample of the structural material, which is a rectangular plate connected with them a crushing cylindrical rod located in the recesses of the frames, and a strain gauge installed between the two probes. One probe with a guide with clamping screws is installed on the edge of the sample of structural material, and the second probe is a rod with a blade at the end, which rests on a crushing cylindrical rod. The lower part of the sample of structural material is connected to the test machine through a loading rod, which is inserted into the lower U-shaped grip installed in the test machine. When the sample is loaded, the crushing cylindrical rod deforms the sample, the probe resting on the crushing cylindrical rod moves, and the deformation is measured from the mutual displacement of the probes, according to which the crushing characteristics are determined. (ASTM E 238-08).
Недостатки этого устройства заключаются в том, что:The disadvantages of this device are that:
- требуется большой расход материала на образцы для испытаний;- requires a large consumption of material for samples for testing;
- процесс проведения испытаний достаточно трудоемок;- the test process is quite time-consuming;
- положение образца не фиксировано;- the position of the sample is not fixed;
- устройство предназначено для определения характеристик смятия только металлических конструкционных материалов.- the device is designed to determine the crushing characteristics of only metallic structural materials.
Технической задачей данной полезной модели является создание устройства, позволяющего проводить испытания на смятие, с минимально возможной трудоемкостью, без дополнительного расхода материала, с максимальной полнотой и достоверностью определения характеристик смятия образца из любого конструкционного материала.The technical task of this utility model is to create a device that allows testing for crushing, with the least possible complexity, without additional consumption of material, with maximum completeness and reliability of determining the characteristics of crushing of a sample from any structural material.
Для решения поставленной задачи предложено устройство для испытания прочностных свойств конструкционных материалов, преимущественно на смятие, содержащее две металлические нагружающие рамы, установленные в верхний захват испытательной машины, образец конструкционного материала, представляющий собой прямоугольную пластину, соединенный с нагружающими рамами сминающим цилиндрическим стержнем, и датчик деформации, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит две нагружающие рамы, закрепленных в нижнем захвате испытательной машины, при этом в каждой нагружающей раме выполнено отверстие, в которое вставлен сминающий цилиндрический стержень, выступающий над нагружающей рамой на 0,05-0,1 диаметра, каждая пара нагружающих рам зафиксирована между собой направляющими штифтами, упругими элементами с возможностью регламентированного усилия прижатия и зажимами, на горизонтальной части нагружающих рам с внутренней стороны до середины сминающего цилиндрического стержня выполнен выступ с гладкой поверхностью, образец с прикрепленными прижимными винтами упорами имеет два одинаковых отверстия под сминающий цилиндрический стержень, расположенные друг от друга на расстоянии не менее чем три ширины образца, в качестве датчика деформации используются два датчика раскрытия, которые установлены в каждой паре нагружающих рам между сминающими цилиндрическими стержнями, выступающими над нагружающими рамами, и упорами, прикрепленными к образцу.To solve this problem, a device is proposed for testing the strength properties of structural materials, mainly for crushing, containing two metal loading frames installed in the upper grip of the testing machine, a sample of structural material, which is a rectangular plate connected to the loading frames with a crushing cylindrical rod, and a deformation sensor characterized in that the device further comprises two loading frames fixed in the lower grip test of the machine, while in each loading frame a hole is made in which a crushing cylindrical rod is inserted, protruding above the loading frame by 0.05-0.1 diameters, each pair of loading frames is fixed to each other by guide pins, elastic elements with the possibility of a regulated pressing force and clamps, on the horizontal part of the loading frames from the inner side to the middle of the crushing cylindrical rod, a protrusion with a smooth surface is made, a sample with stops attached to the clamping screws There are two identical openings for the crushing cylindrical rod, located at a distance of not less than three sample widths, two opening sensors are used as a deformation sensor, which are installed in each pair of loading frames between the crushing cylindrical rods protruding above the loading frames and the stops attached to the sample.
Данное устройство иллюстрировано на фиг.1, где:This device is illustrated in figure 1, where:
1 - нагружающие рамы с выступом;1 - loading frames with a protrusion;
2 - образец конструкционного материала;2 - a sample of structural material;
3 - сминающий цилиндрический стержень;3 - crushing cylindrical rod;
4 - датчик деформации;4 - strain gauge;
5 - упругие элементы;5 - elastic elements;
6 - зажимы;6 - clamps;
7 - упор;7 - emphasis;
8 - прижимные винты.8 - clamping screws.
Провели испытание на смятие образцов из алюминиевого сплава 1163. Для установки образца конструкционного материала (2) в нагружающие рамы (1), скрепленными упругими элементами (5) и направляющими штифтами (на фиг.1 не указаны), переводили зажимы (6) в положение, параллельное нагружающим рамам (1). Затем вставляли образец конструкционного материала (2) с предварительно прикрепленными прижимными винтами (8) упорами (7) и закрепляли его между выступами с гладкой поверхностью нагружающих рам (1), переводя зажимы (6) в положение, перпендикулярное нагружающим рамам (1). После чего вставляли в отверстия нагружающих рам (1) и отверстия образца конструкционного материала (2), расположенные на расстоянии, составляющим три ширины образца, сминающие цилиндрические стержни (3) диаметром 6 мм, выступающие над нагружающими рамами (2) на 0,3 мм. Затем между упорами (7) и сминающими цилиндрическими стержнями (3) устанавливали два датчика раскрытия (4). Установили получившуюся испытательную цепочку в испытательную машину. Подали нагрузку до остаточной деформации в 2%. После испытания партии из 30 образцов получили среднее значение σ2=672,6 МПа и стандартное отклонение 9,86 МПа. При испытании партии из 60 образцов по устройству прототипа получили среднее значение σ2=675,6 МПа и стандартное отклонение 12,26 МПа.They tested the crushing of samples made of aluminum alloy 1163. To install a sample of structural material (2) in the loading frames (1), fastened with elastic elements (5) and guide pins (not shown in Fig. 1), the clamps (6) were moved to parallel to the loading frames (1). Then, a sample of structural material (2) was inserted with the stops (7) pre-attached with clamping screws (8) and fixed between the protrusions with a smooth surface of the loading frames (1), moving the clamps (6) to the position perpendicular to the loading frames (1). Then inserted into the holes of the loading frames (1) and the holes of the sample of structural material (2) located at a distance of three widths of the sample, crushing cylindrical rods (3) with a diameter of 6 mm, projecting 0.3 mm above the loading frames (2) . Then, between the stops (7) and the crushing cylindrical rods (3), two opening sensors (4) were installed. We installed the resulting test chain in a test machine. The load was applied to a permanent deformation of 2%. After testing the batch of 30 samples received an average value of σ 2 = 672.6 MPa and a standard deviation of 9.86 MPa. When testing a batch of 60 samples using the prototype device, an average value of σ 2 = 675.6 MPa and a standard deviation of 12.26 MPa were obtained.
Аналогичным образом провели испытание на смятие образцов из углепластика КМУ-2э. После испытания партии из 30 образцов получили среднее значение σ2=331,6 МПа и стандартное отклонение 23,8 МПа.Similarly, we tested the crushing of samples made of carbon fiber KMU-2e. After testing the batch of 30 samples received an average value of σ 2 = 331.6 MPa and a standard deviation of 23.8 MPa.
Устройство по прототипу для испытания на смятие полимерных композиционных материалов не предназначено.The prototype device for testing the crushing of polymer composite materials is not intended.
Технический результат достигается за счет того, что образец имеет две дополнительные оси симметрии за счет наличия в нем двух симметрично расположенных одинаковых по диаметру отверстий, что позволяет точно устанавливать его в захватах. Наличие двух одинаковых отверстий под сминающие цилиндрические стержни позволяет получать при одном испытании две диаграммы смятия и определять два значения предела прочности при смятии на каждом отверстии, что вдвое снижает трудоемкость и расход материала при получении одинаковой статистики испытаний при помощи аналогичных устройств. Образец имеет небольшие размеры, что ведет к экономии материала. Регламентированное прижимное усилие до 10 Н на пару нагружающих рам снижает трение образца в нагружающих рамах. Установка датчика между упором на ненагруженной кромке образца конструкционного материала и сминающим цилиндрическим стержнем позволяет избежать «паразитных» деформаций захватов и приспособлений и повышает достоверность результата. Наличие выступа с гладкой поверхностью на нагружающих рамах повышает устойчивость образца конструкционного материала, уменьшает прогиб сминающего цилиндрического стержня и трение между образцом конструкционного материала и нагружающими рамами, а также не ограничивает деформацию смятия образца конструкционного материала, что повышает достоверность результата. Используется широко распространенный стандартный датчик раскрытия.The technical result is achieved due to the fact that the sample has two additional axis of symmetry due to the presence in it of two symmetrically located holes of equal diameter, which allows you to accurately install it in the grippers. The presence of two identical holes for crushing cylindrical rods allows to obtain two crushing diagrams during one test and to determine two values of the tensile strength at crushing at each hole, which halves the laboriousness and material consumption when obtaining the same test statistics using similar devices. The sample is small in size, which leads to material savings. The regulated pressing force of up to 10 N per pair of loading frames reduces the friction of the sample in the loading frames. The installation of the sensor between the emphasis on the unloaded edge of the sample of structural material and the crushing cylindrical rod avoids "parasitic" deformation of the grips and devices and increases the reliability of the result. The presence of a protrusion with a smooth surface on the loading frames increases the stability of the sample of the structural material, reduces the deflection of the crushing cylindrical rod and friction between the sample of the structural material and the loading frames, and also does not limit the deformation of the crushing of the sample of the structural material, which increases the reliability of the result. A widespread standard disclosure sensor is used.
Таким образом, проведение испытания на смятие при помощи данной полезной модели позволяет уменьшить трудоемкость и расход материала и повысить достоверность полученных результатов.Thus, the test for crushing using this utility model can reduce the complexity and consumption of material and increase the reliability of the results.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010142213/28U RU102801U1 (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | DEVICE FOR TESTING STRENGTH PROPERTIES OF STRUCTURAL MATERIALS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010142213/28U RU102801U1 (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | DEVICE FOR TESTING STRENGTH PROPERTIES OF STRUCTURAL MATERIALS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU102801U1 true RU102801U1 (en) | 2011-03-10 |
Family
ID=46311607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010142213/28U RU102801U1 (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | DEVICE FOR TESTING STRENGTH PROPERTIES OF STRUCTURAL MATERIALS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU102801U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618489C1 (en) * | 2016-04-13 | 2017-05-03 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Device for testing construction materials for crushing, and test method of crushing |
-
2010
- 2010-10-15 RU RU2010142213/28U patent/RU102801U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618489C1 (en) * | 2016-04-13 | 2017-05-03 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Device for testing construction materials for crushing, and test method of crushing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202735163U (en) | Fixture for testing bolted connection extrusion strength of composite material | |
| CN102901669A (en) | 8-analogue-shaped soil uniaxial tensile tester | |
| CN109060555B (en) | Concrete creep testing device and analysis method based on four-point bending loading | |
| CN101639426A (en) | Mounting and clamping system of small punch test machine | |
| KR101494797B1 (en) | Direct Tensile Tester and Method for Testing Using the Same | |
| KR101132003B1 (en) | A testing jig | |
| CN205175817U (en) | Tensile compression anchor clamps that change of high low temperature of tensile test machine | |
| RU102801U1 (en) | DEVICE FOR TESTING STRENGTH PROPERTIES OF STRUCTURAL MATERIALS | |
| CN209264426U (en) | A kind of modulus of elasticity of concrete analyzer | |
| CN103512801B (en) | A kind of stretching force-measuring sensor | |
| RU135416U1 (en) | AUTOMATED BENCH FOR TESTS OF REINFORCED CONCRETE ELEMENTS ON JOINT ACTION OF BENDING MOMENTS, LONGITUDINAL AND CROSS FORCES UNDER SHORT DYNAMIC LOADING | |
| RU2483214C1 (en) | Method for determining specific surface energy of destruction of solid bodies | |
| CN210108832U (en) | A novel direct tensile test device for concrete sample | |
| CN210720117U (en) | Self-balancing reinforcing bar and concrete bonding testing arrangement that slides | |
| CN209877937U (en) | Calibrating device for bridge construction site structure deformation measurement sensor | |
| CN208537297U (en) | A kind of tensile sample is had no progeny test device | |
| RU2012108467A (en) | METHOD FOR DETERMINING MECHANICAL CHARACTERISTICS OF SEWING MATERIALS AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| Young et al. | Measurement techniques in the testing of thin-walled structural members | |
| CN203657794U (en) | Deformation measurement device used under ultra high temperature environment | |
| CN209372576U (en) | A kind of spring steel tension and compression compatible measurement instrument | |
| CN208458967U (en) | A kind of frame mounting for NDT test | |
| CN208091819U (en) | A kind of test specimen tensile test equipment clamping device | |
| KR101186497B1 (en) | Apparatus for load testing | |
| CN203396635U (en) | Concrete uniaxial drawing test deviation rectifying device | |
| RU100255U1 (en) | STAND FOR TEST OF REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR CROSS BENDING WITH STATIC LOADING |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110323 |