RU136561U1 - Устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца - Google Patents
Устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца Download PDFInfo
- Publication number
- RU136561U1 RU136561U1 RU2013119117/28U RU2013119117U RU136561U1 RU 136561 U1 RU136561 U1 RU 136561U1 RU 2013119117/28 U RU2013119117/28 U RU 2013119117/28U RU 2013119117 U RU2013119117 U RU 2013119117U RU 136561 U1 RU136561 U1 RU 136561U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- strain gauge
- test sample
- input
- possibility
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца, содержащее звуковой генератор переменного тока, испытуемый образец, который жестко прикреплен с одной стороны к металлической опоре, другой конец перекинут через блок и соединен с грузом, электромагнит, обмотка которого соединена со входом звукового генератора переменного тока через горизонтальный вход осциллографа, к вертикальному входу которого через усилитель мощности подключен микрофон, с возможностью осевого перемещения над испытуемым образцом, отличающееся тем, что образец прикреплен к металлической опоре через пружину, под которой установлен электромагнит, груз выполнен по принципу винтовой пары: гайка, соединенная с рычагом, размещена в основании с возможностью вращения, а шток с ходовым винтом через тензометрический стакан связан с испытуемым образцом, под которым размещена дополнительная опора с возможностью осевого перемещения, причем на тензометрический стакан наклеен тензорезистор, подключенный к цифровому тензометрическому мосту.
Description
Полезная модель относится к технике испытаний, в частности к устройствам для механических испытаний микропластиков (нитей, жгутов волокон) и может быть использовано для технической диагностики объекта подвергающегося нагружению при испытаниях на растяжение, а также для измерения и контроля площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца микропластика.
Известно устройство, реализованное в способе бесконтактного измерения площади поперечного сечения микропроволоки, состоящее из массивного литого основания микроскопа, на котором жестко прикреплена скоба из листового дюралюминия, несущая на себе пластины из текстолита с просверленными отверстиями, в которых зафиксирована составная латунная шпилька, другая составная латунная шпилька зафиксирована посредством хомута из винилпласта на предметном столике микроскопа, испытуемого проволочного образца (струны) жестко закрепленного винтом в шпильке, другой конец струны перекинут через микроблок в торце шпильки и соединетея винтом с грузом, создающим необходимое натяжение проволоки, из звукового генератора через реостат и латунные шпильки, подающего напряжение к струне, постоянного магнита, расположенного на специальной платформе, покоящейся на кромках пластин и фиксирующейся винтом в нужном положении, частотомера. (Патент RU №2293947, 2007 г.).
Недостатками устройства является ограниченное использование данного способа, т.к. возможное измерение площади поперечного сечения только токопроводящих проволок и недостаточная точность измерения, т.к. наступление резонанса фиксируется визуально по максимуму амплитуды колебаний.
Наиболее близким по технической сущности решением является устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца, содержащее звуковой генератор переменного тока, испытуемый образец, который жестко прикреплен с одной стороны к металлической опоре, другой конец перекинут через блок и соединен с грузом, под металлической опорой установлен электромагнит, обмотка которого соединена с входом звукового генератора переменного тока через горизонтальный вход осциллографа, к вертикальному входу которого через усилитель мощности подключен микрофон, с возможностью осевого перемещения над испытуемым образцом. (Патент RU №80552, 2009 г.).
Недостатками является недостаточная точность измерения, т.к. наступление резонанса выставляется недостаточно точно по максимуму амплитуды колебаний.
Цель полезной модели - повышение точности измерения и расширения-возможности увеличения диапазона контролируемых площадей поперечного сечения нетокопроводящих нитевидных образцов.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца, содержащем звуковой генератор переменного тока, испытуемый образец, который жестко прикреплен с одной стороны к металлической опоре, другой конец перекинут через блок и соединен с грузом, электромагнит, обмотка которого соединена со входом звукового генератора переменного тока через горизонтальный вход осциллографа, к вертикальному входу которого через усилитель мощности подключен микрофон, с возможностью осевого перемещения над испытуемым образцом, образец прикреплен к металлической опоре через пружину, под которой установлен электромагнит, груз выполнен по принципу винтовой пары: гайка, соединенная с рычагом, размещена в основании с возможностью вращения, а шток с ходовым винтом через тензометрический стакан связан с испытуемым образцом, под которым размещена дополнительная опора с возможностью осевого перемещения, причем на тензометрический стакан наклеен тензорезистор, подключенный к цифровому тензометрическому мосту.
Существенные отличия и новизна заключаются в том, что образец прикреплен к металлической опоре через пружину, под которой установлен электромагнит, груз выполнен по принципу винтовой пары: гайка, соединенная с рычагом, размещена в основании с возможностью вращения, а шток с ходовым винтом через тензометрический стакан связан с испытуемым образцом, под которым размещена дополнительная опора с возможностью осевого перемещения, причем на тензометрический стакан наклеен тензорезистор, подключенный к цифровому тензометрическому мосту.
Анализ известных технических решений в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном устройстве.
На чертеже фиг.1 изображена установка, на фиг.2 - фигуры Лиссажу на экране осциллографа.
Испытуемый образец 1 прикреплен с одной стороны через пружину 2 к металлической опоре 3, которая закреплена на основании 4, а другой конец перекинут через блок 5 и соединен с грузом 6. Под пружиной 2 установлен электромагнит 7, обмотка которого соединена с входом звукового генератора 8 переменного тока через горизонтальный вход осциллографа 9, к вертикальному входу которого через усилитель мощности 10 подключен микрофон 11, с возможностью осевого перемещения над испытуемым образцом 1. Груз 6 выполнен по принципу винтовой пары: гайка 12, соединенная с рычагом 13, размещена в основании 14 с возможностью вращения, а шток 15 с ходовым винтом 16 через тензометрический стакан 17 связан с испытуемым образцом 1, под которым размещена дополнительная опора 18 с возможностью осевого перемещения, причем на тензометрический стакан 17 наклеен тензорезистор 19, подключенный к цифровому тензометрическому мосту 20.
Устройство работает следующим образом. Вращение рычага 13, через с гайку 12 создает растягивающие усилия в образце 1. Вынужденные поперечные колебания нетокопроводящего нитевидного образца 1 возбуждаются благодаря взаимодействию протекающего переменного тока звукового генератора 8 в электромагните 7 и пружине 2. Резонанса колебаний испытуемого образца 1 можно добиться путем плавного изменения частот звукового генератора 8. Акустические колебания образца 1 преобразуются в переменное напряжение с помощью микрофона 11 и усиливаются усилителем мощности 10.
Полученный электрический сигнал, пропорциональный частоте, амплитуде и фазе колебаний, подается на вертикальный вход осциллографа 9, а на его горизонтальный вход подается сигнал от звукового генератора 10.
При сложении двух гармонических сигналов на экране осциллографа 9 образуются фигуры Лиссажу. Так как на установившемся режиме нитевидный образец 1 совершает колебания с частотой вынуждающей силы, то полученное изображение имеет форму эллипса, наклон и соотношение полуосей которого зависят от соотношения фаз и амплитуд колебаний нитевидного образца 1 и вынуждающей силы.
При приближении частоты вынуждающей силы к частоте собственных колебаний возрастает амплитуда колебаний нитевидного образца 1 и пропорциональный сигнал, вырабатываемый микрофоном 11, вследствие чего увеличивается соответствующая ось эллипса. Одновременно, вследствие изменения сдвига фаз между вынуждающей силой и колебаниями нитевидного образца 1, меняется наклон осей эллипса. При резонансе нитевидного образца 1 оси эллипса становятся параллельны координатным осям, а при дальнейшем увеличении частоты эллипс продолжает поворачиваться и занимает положение в соседней, по сравнению с исходной, четверти координатной плоскости (фиг.2, а).
Так как незначительному изменению частоты вынуждающей силы вблизи резонанса соответствует большое изменение сдвига фаз, то поворот эллипса при переходе через резонанс происходит практически мгновенно.
Наступление резонанса определяется в момент "переброса" эллипса. Величина частоты определяется по лимбу звукового генератора 8. Установив частоту резонансных колебаний нитевидного образца 1, определяют соответствующую этому режиму форму колебаний.
Амплитуда колебаний нитевидного образца 1 на узловых линиях равна нулю, а точки поверхности нитевидного образца 1, равноудаленные от узловой линии, совершают колебания в противофазе. Поэтому при перемещении микрофона 11 в направлении узловой линии эллипс деформируется и поворачивается, вырождаясь в узлах в отрезок прямой, горизонтальной координатной оси, а при прохождении узловой линии продолжает поворачиваться, занимая положение в соседней четверти координатной плоскости (фиг.2, б).
Перемещая микрофон 11 вдоль нитевидного образца 1 и наблюдая за перемещением фигур Лиссажу, подсчитывают количество и расположение узловых линий в продольном направлении, т.е. определяют форму колебаний нитевидного образца 1.
Для повышение точности измерения и расширения возможности увеличения диапазона контролируемых площадей поперечного сечения нетокопроводящих нитевидных образцов более точно определяется момент наступления резонанса. Для этого для конкретного материала образца 1 при изменении частоты в определенном диапазоне подводят дополнительную опору и перемещая вдоль образца 1 изменяют в процессе эксперимента его длину, а также вращая рычаг 13, соединенного с гайкой 12, изменяется растягивающее усилие в образце 1. Величина растягивающего усилия замеряется тензо-резистором 19, наклеенном на тензометрическом стакане 17, подключенным к цифровому тензометрическому мосту 20, определяется по формуле;
где rст - радиус тензостакана;
hст - толщина стенки тензостакана;
Ест - модуль упругости материала тензостакана.
Площадь поперечного сечения нитевидного образца 1 можно определить из выражения для частоты его собственных поперечных колебаний. Как известно (Физический энциклопедический словарь. Т.5 Изд-во «Советская энциклопедия», с.98), гибкая натянутая между опорами нить при ее возбуждении совершает поперечные колебания с собственной частотой
где n - номер гармоники, L - длина нити, Т - сила ее натяжения, ρ - плотность материала нити, S - площадь ее сечения.
Измерив длину нити, силу ее натяжения, определив частоту собственных колебаний, зная плотность материала нити, из формулы (1) определяют площадь поперечного сечения нитевидного образца.
Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет повысить достоверность испытаний и расширить их возможности за счет увеличения диапазона контролируемых площадей поперечного сечения нетокопроводящих нитевидных образцов. За счет того, что определяется уточненная площадь поперечного сечения образца и осуществляется непрерывный одновременный контроль в процессе растяжения до разрушения образца механических параметров (усилие и удлинение), можно повысить достоверность определения физико-механических характеристик однонаправленных пластиков, например, предела прочности.
Claims (1)
- Устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца, содержащее звуковой генератор переменного тока, испытуемый образец, который жестко прикреплен с одной стороны к металлической опоре, другой конец перекинут через блок и соединен с грузом, электромагнит, обмотка которого соединена со входом звукового генератора переменного тока через горизонтальный вход осциллографа, к вертикальному входу которого через усилитель мощности подключен микрофон, с возможностью осевого перемещения над испытуемым образцом, отличающееся тем, что образец прикреплен к металлической опоре через пружину, под которой установлен электромагнит, груз выполнен по принципу винтовой пары: гайка, соединенная с рычагом, размещена в основании с возможностью вращения, а шток с ходовым винтом через тензометрический стакан связан с испытуемым образцом, под которым размещена дополнительная опора с возможностью осевого перемещения, причем на тензометрический стакан наклеен тензорезистор, подключенный к цифровому тензометрическому мосту.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119117/28U RU136561U1 (ru) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | Устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119117/28U RU136561U1 (ru) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | Устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU136561U1 true RU136561U1 (ru) | 2014-01-10 |
Family
ID=49885809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013119117/28U RU136561U1 (ru) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | Устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU136561U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195830U1 (ru) * | 2019-07-19 | 2020-02-06 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Прибор для контроля площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов |
-
2013
- 2013-04-24 RU RU2013119117/28U patent/RU136561U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195830U1 (ru) * | 2019-07-19 | 2020-02-06 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Прибор для контроля площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6573828B2 (ja) | 高周波での疲労亀裂の非伝播しきい値を決定する方法 | |
EP0501976A1 (en) | RHEOMETER. | |
JP7321433B2 (ja) | ねじの締結状況の試験方法及び装置 | |
RU136561U1 (ru) | Устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца | |
RU80552U1 (ru) | Устройство бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца | |
CN102802108B (zh) | 扬声器音盆杨氏模量和损耗因数测试设备及测试方法 | |
RU137943U1 (ru) | Установка для демонстрации бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящего нитевидного образца | |
RU2672190C2 (ru) | Способ бесконтактного измерения площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов | |
Headrick et al. | Electrical and acoustic vibroscopic measurements for determining carbon nanotube fiber linear density | |
KR20160082921A (ko) | 가속도 제어 기반의 공진 피로 시험 방법 및 장치 | |
US1583877A (en) | Method op testing materials | |
RU195830U1 (ru) | Прибор для контроля площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов | |
CN201331860Y (zh) | 一种固定弦振动研究的实验装置 | |
CN204789488U (zh) | 一种用于测量材料弹性性能的试样固定装置 | |
CN105810053A (zh) | 一种利用共振现象测金属丝杨氏模量的实验装置及方法 | |
Istvan et al. | Vibrating wire sensor measurement method by stimulation with steps of variable frequency sinusoidal pulse trains | |
CN109596291A (zh) | 用于原位测量mems微梁材料的杨氏模量的方法及装置 | |
Šutinys et al. | The research of wire rope defect using contactless dynamic method | |
CN104457957A (zh) | 一种光纤光栅传感器 | |
RU194245U1 (ru) | Установка для измерения площади поперечного сечения нетокопроводящих жгутов волокон микропластика полимерных материалов | |
RU214880U1 (ru) | Прибор для дефектации пропитанных нетокопроводящих волокон микропластика полимерных материалов | |
CN108535106B (zh) | 一种低误差准确测量单个纳米材料杨氏模量的方法 | |
CN1294413C (zh) | 一种测量单个线形纳米材料杨氏模量的方法 | |
CN111579748A (zh) | 一种金属材料性能参数测量装置及方法 | |
Hu et al. | Experimental study of the nonlinear dynamic characteristics of suspended taut steel cables using a 3-D motion analysis system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140425 |