RU158922U1

RU158922U1 - STRENGTH TEST DEVICE FOR PLASTIC COMPRESSION OF LONG-DIMENSIONAL SAMPLES FROM POLYMERIC MATERIAL

Info

Publication number: RU158922U1
Application number: RU2015146686/05U
Authority: RU
Inventors: Александр Дмитриевич Хван; Дмитрий Владимирович Хван
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2016-01-20

Abstract

Устройство для испытания на сжатие пластичных полимерных образцов, содержащее основание с центральным отверстием, захваты, один из которых установлен в отверстии основания и предназначен для закрепления на одном торце образца, предназначенный для закрепления на другом его торце, соосно с первым захватом второй захват и предназначенные для охватывания рабочей части образца с антифрикционным покрытием и установленные на основании соосно с отверстием конические опорные секторы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности испытаний без искривления образца, устройство снабжено установленными на основании соосно с отверстием полой цилиндрической опорой и обоймой, наружная поверхность которой выполнена цилиндрической и взаимодействует с внутренней поверхностью цилиндрической опоры, а внутренняя поверхность обоймы выполнена из двух кинематически связанных частей: конической, предназначенной для взаимодействия с поверхностью опорных секторов, и цилиндрической.A device for compressive testing of plastic polymer samples containing a base with a central hole, grips, one of which is installed in the hole of the base and is designed to be fixed on one end of the sample, designed to be fixed on its other end, coaxial with the first grip, the second grip and designed to covering the working part of the specimen with an antifriction coating and conical supporting sectors mounted on the base coaxially with the hole, characterized in that, in order to improve the accuracy of the test without curvature of the sample, the device is equipped with a hollow cylindrical support and a holder mounted coaxially with the hole on the base, the outer surface of which is made cylindrical and interacts with the inner surface of the cylindrical support, and the inner surface of the holder is made of two kinematically connected parts: conical, designed to interact with the surface of the supporting sectors, and cylindrical.

Description

Полезная модель относится к производству и обработке полимерных изделий и предназначенному для этого прессовому оборудованию для определения физико-механических свойств материалов и может применяться в различных отраслях народного хозяйства (машиностроение, авиастроение и др.) для изучения сопротивляемости полимерных материалов пластическому деформированию.The utility model relates to the production and processing of polymer products and the intended press equipment for determining the physicomechanical properties of materials and can be used in various sectors of the national economy (mechanical engineering, aircraft manufacturing, etc.) to study the resistance of polymer materials to plastic deformation.

Известно устройство для испытаний на пластическое сжатие длинномерных деталей [1]. Оно состоит из основания, соосных с ним нагружающего и опорного захватов для детали и установленных в гнезде конических поддерживающих секторов для охватывания рабочей части детали с антифрикционным покрытием. На внешних поверхностях секторов выполнены кольцевые проточки для размещения в них, по крайней мере, двух пар полуколец.A device for testing plastic compression of long parts [1]. It consists of a base, coaxial loading and supporting grips for the part, and conical supporting sectors installed in the socket to cover the working part of the part with an antifriction coating. On the outer surfaces of the sectors, annular grooves are made to accommodate at least two pairs of half rings in them.

Недостатком данного устройства является низкая точность испытаний и производительность выполнения процесса пластического сжатия в связи с большой затратой времени на сборку и разборку устройства из-за его сложности. Это ограничивает возможности применения устройства в промышленности для производства полимерных изделий - деталей машин и сооружений.The disadvantage of this device is the low accuracy of the tests and the performance of the plastic compression process due to the high time spent on the assembly and disassembly of the device due to its complexity. This limits the possibility of using the device in industry for the production of polymer products - parts of machines and structures.

Задача полезной модели - повышение точности испытания за счет исключения изгиба образца.The objective of the utility model is to increase the accuracy of the test by eliminating the bending of the sample.

Это достигается тем, что устройство снабжено установленными на основании соосно отверстию полой цилиндрической опорой и обоймой, наружная поверхность которой выполнена цилиндрической и взаимодействует с внутренней поверхностью цилиндрической опоры, а внутренняя поверхность обоймы выполнена конической, предназначенной для взаимодействия по скользящей посадке с конической поверхностью опорных секторов.This is achieved by the fact that the device is equipped with a hollow cylindrical support and a holder installed on the base coaxially with the hole, the outer surface of which is made cylindrical and interacts with the inner surface of the cylindrical support, and the inner surface of the holder is conical, designed to interact along a sliding fit with the conical surface of the supporting sectors.

Устройство содержит нагружающий и опорный захват, между которыми установлен длинномерный образец с рабочей длиной 1. Захват установлен по переходной посадке в неподвижном основании, выполненном в виде цилиндра с соосной полой цилиндрической опорой. На опорную торцевую поверхность основания устанавливают одинаковые поддерживающие секторы, изготовленные разрезкой заготовки в форме усеченного конуса высотой Н с углом конусности α и соосным отверстием диаметра d, по которому секторы сопрягаются с образцом через антифрикционный слой. Обойма с соосными цилиндрической и конической поверхностями. Она служит для осуществления кинематического взаимодействия между секторами и полой цилиндрической опорой, сопрягаясь при этом с последней по цилиндрической поверхности, а с секторами по конической с углом конусности α.The device comprises a loading and supporting grip, between which a lengthy specimen with a working length of 1 is installed. The grip is installed by transition landing in a fixed base made in the form of a cylinder with a coaxial hollow cylindrical support. The same supporting sectors are installed on the supporting end surface of the base, made by cutting a preform in the form of a truncated cone of height H with a taper angle α and a coaxial hole of diameter d, along which the sectors mate with the sample through an antifriction layer. A holder with coaxial cylindrical and conical surfaces. It serves to carry out kinematic interaction between the sectors and the hollow cylindrical support, mating with the latter along the cylindrical surface, and with the sectors conical with a taper angle α.

Устройство работает следующим образом. Образец располагают между захватами и поддерживающими секторами, которые фиксируют с помощью установленной на них обоймы. К торцам образца через захваты и прикладывают осевую нагрузку Р. Увеличивающийся поперечный размер образца перемещает секторы по опорной торцевой поверхности основания в радиальном направлении. В связи с наличием сопряжения секторов и обоймы по конической поверхности с углом а последняя будет также перемещаться, но вверх относительно полой цилиндрической опоры, обеспечивая тем самым одновременное перемещение всех секторов, т.к. движение только одного из секторов, возможное из-за продольного изгиба образца, вызовет заклинивание обоймы в цилиндрической опоре основания. Обойма будет перемещаться по цилиндрической опоре основания только лишь при одновременном движении всех секторов в радиальном направлении. Таким образом, благодаря обойме длинномерный образец при его нагружении силой Р будет сжиматься без продольного изгиба в условиях одноосного напряженного состояния. При этом для уменьшения контактных напряжений на боковой поверхности образца рекомендуется обойму изготавливать из легкого, но достаточно прочного, металлического сплава, т.к. ее вес в силу наличия сопряжения по конической поверхности будет влиять на величину указанных напряжений. Для уменьшения сил трения между соприкасающимися поверхностями подвижных элементов устройства размещают антифрикционное покрытие. Во избежание продольного изгиба выступающих из секторов концевых частей образца рекомендуется высоту секторов назначать из условияThe device operates as follows. The sample is placed between the grippers and the supporting sectors, which are fixed using the holder mounted on them. An axial load P is applied to the ends of the sample through the grips. The increasing transverse dimension of the sample moves the sectors along the supporting end surface of the base in the radial direction. Due to the presence of conjugation of sectors and clips on a conical surface with an angle a, the latter will also move, but upward relative to the hollow cylindrical support, thereby ensuring the simultaneous movement of all sectors, since the movement of only one of the sectors, possible due to the longitudinal bending of the sample, will cause jamming of the cage in the cylindrical support of the base. The holder will move along the cylindrical support of the base only with the simultaneous movement of all sectors in the radial direction. Thus, due to the cage, a lengthy specimen, when it is loaded by force P, will be compressed without longitudinal bending under uniaxial stress conditions. Moreover, in order to reduce contact stresses on the side surface of the sample, it is recommended that the clip be made of a light, but sufficiently strong, metal alloy, since its weight due to the presence of conjugation on a conical surface will affect the magnitude of these stresses. To reduce the friction forces between the contacting surfaces of the movable elements of the device, an anti-friction coating is placed. In order to avoid longitudinal bending of the ends of the specimen protruding from the sectors, it is recommended to assign the height of the sectors from the condition

H=1-(1…2)d.H = 1- (1 ... 2) d.

Таким образом, предлагаемое устройство является более точным при проведении испытаний на сжатие, чем прототип. Предлагаемое устройство является достаточно универсальным и простым в эксплуатации. Применение его в качестве испытательной техники позволит с высокой точностью проводить исследования с целью определения физико-механических свойств пластичных полимерных материалов.Thus, the proposed device is more accurate during compression tests than the prototype. The proposed device is quite versatile and easy to operate. Its use as a testing technique will allow high-precision studies to determine the physicomechanical properties of plastic polymeric materials.

Источники информацииInformation sources

1. А.С. СССР №1411624, G01N 3/08 1988.1. A.S. USSR No. 1411624, G01N 3/08 1988.

Claims

A device for compressive testing of plastic polymer samples containing a base with a central hole, grips, one of which is installed in the hole of the base and is designed to be fixed on one end of the sample, designed to be fixed on its other end, coaxial with the first grip, the second grip and designed to covering the working part of the specimen with an antifriction coating and conical supporting sectors mounted on the base coaxially with the hole, characterized in that, in order to improve the accuracy of the test without curvature of the sample, the device is equipped with a hollow cylindrical support and a holder mounted coaxially with the hole on the base, the outer surface of which is made cylindrical and interacts with the inner surface of the cylindrical support, and the inner surface of the holder is made of two kinematically connected parts: conical, designed to interact with the surface of the supporting sectors, and cylindrical.