RU1796975C

RU1796975C - Apparatus for plane-parallel shear testing of materials

Info

Publication number: RU1796975C
Application number: SU904865349A
Authority: RU
Inventors: Валерий Владимирович Мазур; Анатолий Казимирович Хмельницкий
Original assignee: Обнинское научно-производственное объединение "Технология"
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1993-02-23

Abstract

Цель - повышение точности при испытани х неметаллических материалов путем снижени вли ни нормальной составл ющей . Нагрузка, прикладываема к звень м 3 и 4 шарнирного четырехзвенника, передаетс на образец 10 через Пластину 1 с одной стороны и на направл ющую 6, опоры качени 7, т гу 5 и пластину 2 с другой стороны. Плоскопараллельное движение звеньев 3 и . - . .--.; - . - - .. .;; # . . V : 2. ... . 4 обеспечиваетс шатунами 11 и 12. Поперечное Перемещение образца относительно звена 3 осуществл етс посредством опор качени 7, т ги 5 и направл ющей 6, Перекос т ги 5 относительно параллельного перемещени к звену 3 исключаетс посредством уменьшени зазора между опорами качени 7, т гой 5 и направл ющей 6. При нагружении образца в т ге 5, направл ющей 6 и опорах качени 7 возникают контактные напр жени и деформации. Проекци сжимающей силы Р на плоскость качени при углах 10-30, образовавшуюс в результате упругой деформации и вл ющуюс истинной плоскостью качени , равна нулю. При углах меньших или больших указанных по вл етс горизонтальна составл юща Pt рилы Р, котора передаетс на образец и приводит к неточности испытаний . 5 ил. I -, I S со GThe goal is to increase accuracy in testing non-metallic materials by reducing the influence of the normal component. The load applied to the links 3 and 4 of the articulated four link is transferred to the sample 10 through the Plate 1 on one side and to the guide 6, the rolling bearings 7, the rod 5 and the plate 2 on the other side. Plane-parallel movement of links 3 and. -. .-- .; -. - - ... ;; #. . V: 2. .... 4 is provided by connecting rods 11 and 12. Transverse movement of the specimen relative to link 3 is carried out by means of rolling bearings 7, link 5 and guide 6, Misalignment of 5 relative to parallel movement to link 3 is eliminated by reducing the clearance between the bearings 7, link 5 and guide 6. When the specimen is loaded in line 5, guide 6 and rolling bearings 7, contact stresses and strains occur. The projection of the compressive force P onto the rolling plane at angles of 10-30, which is formed as a result of elastic deformation and which is the true rolling plane, is zero. At angles less than or greater than indicated, the horizontal component Pt of the P rile P appears, which is transmitted to the sample and results in inaccurate testing. 5 ill. I -, I S with G

Description

лгlg

VV

Шиг.гShig.g

Изобретение относитс к испытательной технике, а именно к устройствам дл испытани на сдвиг образцов из неметаллического материала, например полимерсо- топласта.. The invention relates to a testing technique, and in particular, to devices for shear testing of samples of non-metallic material, for example, polymer-plastic.

Известно устройство дл испытани образцов трехслойных панелей на сдвиг к прессу, содержащее основание с направл ющими , предназначенное дл взаимодействи с одной плитой пресса, и нагружатель, предназначенный дл взаимодействи со второй плитой пресса и установленный в направл ющих с возможностью перемещени , на основании выполнены дополнительно направл ющие, перпендикул рные направл ющим дл перемещени нагружа- тел . Устройство снабжено двум установленными по обе стороны от нагружател с возможностью перемещени в дополнительных направл ющих каретками, на об- ращенных к нагружателю поверхности которых выполнены пазы дл размещени выступов одного из несущих слоев образцов , а на торцах нагружател , обращенных к кареткам, выполнены пазы дл размеще- ни выступов второго несущего сло . К не достаткам данного устройства можно отнести большой момент трени при перемещении кареток во врем испытаний образца , вследствие чего ухудшаетс равномерность хода кареток, а также взаимное вли ние испытуемых образцов друг на друга, что ухудшает точность испытаний.A device is known for testing samples of three-layer panels against a press, containing a base with rails designed to interact with one press plate, and a loader designed to interact with the second press plate and mounted in the rails with the possibility of movement, additional guides are made on the base guides perpendicular to the guides to move the loaders. The device is equipped with two mounted on both sides of the loader with the possibility of movement in additional guide carriages, on the surfaces facing the loader of which grooves are made to accommodate the protrusions of one of the bearing layers of the samples, and grooves are made on the ends of the loader facing the carriages - no protrusions of the second carrier layer. The disadvantages of this device include a large frictional moment when moving the carriages during the test of the sample, as a result of which the uniformity of the carriage travel, as well as the mutual influence of the test samples on each other, deteriorates, which affects the accuracy of the tests.

Наиболее близким техническим решением , выбранным в качестве прототипа, в- л етс устройство дл испытани на плоскопараллельный сдвиг образцов преимущественно пластических масс, содержащее опорный стол, размещенный на нем пассивный захват в виде пластины, установ- ленный с возможностью перемещени параллельно опорному столу и пассивному захвату активный захват в виде аналогичной пластины, и механизм перемещени активного захвата, выполненный в виде шарнир- ного четырехзвенника, одним из звеньев которого вл етс опорный стол, другим - параллельный столу шатун втулок, закрепленных на шатуне таким образом, что их оси перпендикул рны его оси, и закрепленных на активном захвате перпендикул рно его плоскости стержней, проход щих через втулки.The closest technical solution, selected as a prototype, is a device for testing for plane-parallel shear of samples of predominantly plastic masses, containing a support table, a passive grip in the form of a plate placed on it, mounted with the ability to move parallel to the support table and passive grip an active gripper in the form of a similar plate, and an active gripper movement mechanism made in the form of a hinged four-link, one of the links of which is a support table, them - parallel table rod bushings attached to the connecting rod in such a way that their axes are perpendicular to its axis, and attached to the active capturing perpendicular to the plane of the rods extending through the sleeves.

Недостаток известного устройства за- ключэетс в том, что при приложении на- грузки к активному захвату в испытуемом образце возникает момент, который ба- лансируетс моментом, возникающим в соединении втулка - стержень. Момент перераспредел етс в этом соединении распределенной нагрузкой, в результате чего возникает при перемещении активного захвата сила трени скольжени , преп тствующа равномерному ходу активного захвата, балансируема в определенные моменты времени напр жени ми раст жени , что уменьшает точность испытаний.A disadvantage of the known device is that when a load is applied to the active grip, a moment arises in the test sample, which is balanced by the moment arising in the sleeve-rod connection. The moment is redistributed in this connection by the distributed load, as a result of which, when the active grip is moved, the sliding friction force, which prevents the active grip from moving uniformly, is balanced at certain points in time by tensile stresses, which reduces the accuracy of the tests.

Цель изобретени - повышение точности при испытани х неметаллических материалов путем снижени вли ни нормальной составл ющей.The purpose of the invention is to increase the accuracy in testing non-metallic materials by reducing the influence of the normal component.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство, содержащее захваты, выполненные в виде параллельных пластин, и механизм их плоскопараллельного перемещени , выполненный в виде шарнирного четырехзвенника , на одном из звеньев которого за- креплена одна из пластин, а второе, параллельное указанному, св зано с второй пластиной посредством закрепленной на ней т ге, снабжено закрепленной на втором звене четырехзвенника направл ющей, охватывающей т гу и св занной с ней посредством тел качени , размещенных между их обращенными друг к другу поверхност ми. При этом угол наклона этих поверхностей к поверхности пластин отличаетс от 90° на 10-30°.This goal is achieved in that the device containing the grips made in the form of parallel plates, and the mechanism for their plane-parallel movement, made in the form of an articulated four-link, on one of the links of which one of the plates is fixed, and the second, parallel to the specified one, is connected with the second plate, by means of a link fixed to it, is provided with a guide fixed to the second link of the four link, covering the link and connected to it by means of rolling bodies placed between them facing each other on surfaces. The angle of inclination of these surfaces to the surface of the plates differs from 90 ° by 10-30 °.

На фиг, 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 -вид А-А на фиг. 1; . 3,4 и 5 - узел контакта поверхностей трени -качени с плоскост ми качени в зависимости от угла наклона поверхностей направл ющей к поверхности пластин.On Fig, 1 shows a General view of the device; in FIG. 2 is a view AA in FIG. 1; . 3,4 and 5 - the contact node of the friction-rolling surfaces with the rolling planes, depending on the angle of inclination of the surfaces of the guide to the surface of the plates.

Устройство дл испытани материалов на плоскопараллельный сдвиг содержит захваты , выполненные в виде параллельных пластин 1 и 2, и механизм их плоскопараллельного перемещени , выполненный в виде шарнирного четырехзвенника, на одном из звеньев которого 3 закреплена одна из пластин 1, а второе 4, параллельное указанному , св зано с второй гдластиной 2 посредством закрепленной на ней т ги 5. На втором звене 4 четырехзвенника закреплена направл юща б, охватывающа т гу 5, и св зана с ней посредством тел качени 7, размещенных между их обращенными друг к другу поверхност ми 8 и 9, угол наклона которых к поверхности пластин 1 и. 2 отличаетс от 90° на 10-30°. Плоскопараллельное движение звеньев 3 и 4 обеспечиваетс шатунами 11 и 12.A device for testing materials for plane-parallel shear comprises grippers made in the form of parallel plates 1 and 2, and a mechanism for their plane-parallel movement, made in the form of an articulated four-link, on one of the links of which 3 one of the plates 1 is fixed, and the second 4, parallel to the specified connected to the second plate 2 by means of a link 5 fixed to it. On the second link 4 of the four link, a guide b is fastened, covering the link 5, and is connected to it by means of rolling bodies 7 located between their facing mi to each other surfaces 8 and 9, the angle which the surface plates 1 and. 2 differs from 90 ° by 10-30 °. Plane-parallel movement of links 3 and 4 is provided by connecting rods 11 and 12.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Испытываемый образец 10 с приклеенными к его торцам пластинами 1 и 2 вставл ют в пространство между звеном 3 четырехзвенника и т гой 5 и жестко фикси-1 руют; например, клеем, выставл сь по пр моугольным выступам на этих элементах. Устройство с образцом вставл ют в испытательную машину. Нагрузка, прикладываема к звень м 3 и 4 шарнирного четырехзвенникэ, передаетс на образец 10 через пластину 1 с одной стороны и направл ющую б, опоры качени 7, т гу 5 и пластину 2 с другой стороны. Плоскопараллельное движение звеньев З и 4 обеспечиваетс шатунами 11 и 12. Поперечное перемещение образца относительно звена 3 осуществл етс посредством опор качени Т, т ги 5 и направл ющей 6. Перекос т ги 5 относительно параллельного перемещени к звенуThe test sample 10 with the plates 1 and 2 glued to its ends is inserted into the space between the link 3 of the four-link and the link 5 and rigidly fixed; for example, glue, exposed along rectangular protrusions on these elements. A sample device is inserted into the test machine. The load applied to the links 3 and 4 of the articulated four link is transferred to the sample 10 through the plate 1 on one side and the guide b, the rolling bearings 7, the rod 5 and the plate 2 on the other side. The plane-parallel movement of the links 3 and 4 is provided by the connecting rods 11 and 12. The lateral movement of the sample relative to the link 3 is carried out by means of the rolling bearings T, link 5 and the guide 6. Skew 5 relative to the parallel movement to the link

Формул а из о б ретени Formulas A of Retin

Устройство дл испытани материалов на плоскопараллельный сдвиг, содержащее захваты, выполненные в виде параллельных пластин, и механизм их плрскопараллельно- го перемещени , выполненный в виде шарнирного четырехзвенника, на одном и а звеньев которого закреплена одна из пластин , а другое, параллельное указанному, св зано со второй пластиной посредствомA device for testing materials for plane-parallel shear, containing grippers made in the form of parallel plates, and a mechanism for their plane-parallel movement, made in the form of an articulated four-link, on one and a links of which one of the plates is fixed, and the other, parallel to the specified, is connected with the second plate by

00

3 исключаетс посредством уменьшени зазора между опорами качени 7, т гой 5 и направл ющей 6. При нагруженйи образца в т ге 5, налрэвл ющей 6 и опорах качени 7 возникают контактные напр жени и деформации . Проекци сжимающей силы Р на плоскость качени при углах 10-30°. образовавшуюс в результате упругой деформации и вл ющуюс истинной плоскостью качени , равна нулю. При углах меньших или больших указанных по вл етс горизонтальна составл юща Pi силы Р, котора передаётс на образец и приводит к неточности испытаний.3 is eliminated by reducing the gap between the rolling bearings 7, the pull 5 and the guide 6. When the specimen is loaded in the tension 5, the load 6 and the rolling supports 7, contact stresses and deformations occur. The projection of the compressive force P onto the rolling plane at angles of 10-30 °. formed as a result of elastic deformation and which is the true rolling plane, is equal to zero. At angles smaller or larger than indicated, the horizontal component Pi of the force P appears, which is transmitted to the sample and leads to inaccurate tests.

15fifteen

закрепленной на ней т ги, от л и ч а Ю ще- е с; тем, что, с целью повышени точности при испытани х неметаллических материалов путём снижени вли ни нормальной составл ющей, оно снабжено закрепленной на втором звене четырехзвенника направл ющей , охватывающей т гу и св занной с ней посредством тел качени , размещенных межДу их обращенными одна к другой поверхност ми , угол наклона которых к поверхности пластин отличен от 90° на 10-30°.the rods fixed on it, from l and h and s; in order to increase the accuracy in testing non-metallic materials by reducing the influence of the normal component, it is equipped with a guide fixed to the second link of the four-link, covering the link and connected to it by means of rolling bodies, placed between them facing each other surfaces whose angle of inclination to the surface of the plates differs from 90 ° by 10-30 °.

Я,г 4I, g 4