RU181366U1 - DEVICE FOR DETERMINING THE Friction Coefficient of Woven Samples - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINING THE Friction Coefficient of Woven Samples Download PDFInfo
- Publication number
- RU181366U1 RU181366U1 RU2017141626U RU2017141626U RU181366U1 RU 181366 U1 RU181366 U1 RU 181366U1 RU 2017141626 U RU2017141626 U RU 2017141626U RU 2017141626 U RU2017141626 U RU 2017141626U RU 181366 U1 RU181366 U1 RU 181366U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- possibility
- fixing plate
- load
- plates
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/36—Textiles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Заявляемая полезная модель относится к экспериментальному оборудованию, а именно к устройствам, обеспечивающим поперечную нагрузку для плоских образцов в экспериментах по определению параметров трения. Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности проведения более точных экспериментов при определении статического и динамического коэффициентов трения тканых образцов за счет более точного задания и учета трансверсальной сжимающей силы, действующей на образец. Поставленная задача решается тем, что устройство для определения коэффициента трения тканых образцов включает верхнюю, нижнюю прижимные, а также дополнительную фиксирующую пластины, размещенные с возможностью помещения между ними двух прокладочных слоев и образца, при этом пластины выполнены с возможностью соединения между собой посредством крепежных узлов, каждый из которых снабжен двумя тензодатчиками, выполненными с возможностью подключения к регистрирующему прибору, при этом прокладочные слои зафиксированы между верхней и нижней прижимными пластинами посредством дополнительной фиксирующей пластины, с обеспечением возможности измерения сжимающего усилия от упомянутых прижимных пластин при поступательном перемещении образца с постоянной скоростью между упомянутыми слоями. Увеличение нагрузки в заявляемом устройстве возможно за счет простого закручивания болтов, в отличие от известных аналогов и прототипа, где для обеспечения повышенной нагрузки требуется значительное усложнение и удорожание конструкции. Таким образом, заявляемая полезная модель позволит получить значения сжимающей силы при достаточно больших нагрузках без необходимости видоизменения конструкции. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.The inventive utility model relates to experimental equipment, and in particular to devices providing a transverse load for flat samples in experiments to determine the friction parameters. The technical result of the utility model is the possibility of conducting more accurate experiments in determining the static and dynamic coefficients of friction of woven samples due to a more accurate task and taking into account the transverse compressive force acting on the sample. The problem is solved in that the device for determining the coefficient of friction of woven samples includes upper, lower clamping, as well as an additional fixing plate, placed with the possibility of placing between them two cushioning layers and the sample, while the plates are made with the possibility of connection between each other by means of fixing nodes, each of which is equipped with two load cells configured to be connected to a recording device, while the cushioning layers are fixed between the upper and lower second pressure plates by means of additional fixing plate, ensuring the possibility of measuring the compressive force from said clamping plates in translation of the sample at a constant speed between said layers. The increase in load in the inventive device is possible due to the simple tightening of bolts, in contrast to the known analogues and prototype, where to ensure increased load requires significant complication and cost of construction. Thus, the claimed utility model will allow to obtain values of compressive force at sufficiently large loads without the need for modification of the design. 9 s.p. f-ly, 3 ill.
Description
Область техникиTechnical field
Заявляемая полезная модель относится к экспериментальному оборудованию, а именно к устройствам, обеспечивающим поперечную нагрузку для плоских образцов в экспериментах по определению параметров трения.The inventive utility model relates to experimental equipment, and in particular to devices providing a transverse load for flat samples in experiments to determine the friction parameters.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известны технические решения, позволяющие определять коэффициенты трения пары образцов, приводя их в контакт, нагружая нормальной и тангенциальной нагрузками, регистрируя скорость относительного перемещения образцов и принимая за силу трения покоя величину тангенциальной нагрузки в момент начала сдвига.Technical solutions are known from the prior art that make it possible to determine the friction coefficients of a pair of samples, bringing them into contact, loading them with normal and tangential loads, registering the relative velocity of the samples and taking the value of the tangential load at the start of shear as the static friction force.
Из уровня техники известно решение, представленное в патенте RU 2502982 - "Способ определения силы трения текстильных полотен", в котором описывается способ определения силы трения текстильных полотен при их относительном перемещении под действием давления, при этом один из образцов прямоугольной формы закреплен на цилиндрической поверхности барабана, а другой образец одним концом закреплен на пластине с тензодатчиком, а вторым концом в зажиме с грузом, обеспечивающим давление, охватывая барабан, имитируя условия взаимодействия текстильных полотен при эксплуатации одежды, а силу тангенциального сопротивления фиксируют тензодатчиком.The prior art solution is described in patent RU 2502982 - "Method for determining the friction force of textile fabrics", which describes a method for determining the friction force of textile fabrics with their relative movement under pressure, while one of the samples of a rectangular shape is fixed on the cylindrical surface of the drum and the other sample is fixed at one end on a plate with a load cell, and at the other end in a clamp with a load that provides pressure, covering the drum, simulating the conditions of textile interaction clothing fabrics with use, and the tangential force of resistance strain gauge is fixed.
Однако известное решение ориентировано на условия взаимодействия текстильных полотен при эксплуатации одежды, поэтому не может использоваться при трансверсальных нагрузках, существенно превышающих заявленные в патенте, обеспечиваемые грузом массой 0,22 кг. Попытка использования груза большей массы, очевидно, приведет к дополнительному растяжению образца и общему изменению условий эксперимента.However, the known solution is focused on the conditions for the interaction of textile fabrics during the operation of clothes, therefore, cannot be used with transverse loads significantly exceeding those stated in the patent, provided with a load weighing 0.22 kg. An attempt to use a load of a larger mass will obviously lead to an additional stretching of the sample and a general change in the experimental conditions.
Из уровня техники также известен способ определения параметров функциональной зависимости силы внутреннего трения для мультиаксиальных тканей, описанный в патенте RU 2467327. В рамках этого способа из неотвержденного композиционно-волокнистого материала (препрега) вырезается полоска из мультиаксиальной ткани и укладывается между двумя жесткими поверхностями, нагруженными давлением Р, затем разрезается одна нить, к ее концу прикладывается растягивающее усилие и определяется связь между длиной нити и усилием вытягивания ее из препрега, исходя из предложенной в патенте зависимости. Параметры, описывающие величину силы внутреннего трения, предлагается находить по определенным теоретическим формулам на основе напряжений в нитях на определенных расстояниях и толщины семейства одинаково направленных нитей, а также удельного давления сжатия семейства нитей, вызванного внешним давлением Р.The prior art also knows a method for determining the functional dependence of the internal friction force for multi-axial fabrics, described in patent RU 2467327. In this method, a strip of multi-axial fabric is cut from an uncured composite fiber material (prepreg) and placed between two rigid surfaces loaded with pressure P, then one thread is cut, a tensile force is applied to its end and the relationship between the length of the thread and the pulling force from the prepreg is determined, using coming from the dependence proposed in the patent. The parameters describing the value of the internal friction force are proposed to be found using certain theoretical formulas based on the stresses in the threads at certain distances and the thickness of the family of equally directed threads, as well as the specific compression pressure of the family of threads caused by the external pressure P.
Однако данный способ не годится для определения интегральных характеристик межслойного трения в многослойных тканых композитах, так как этот способ изначально нацелен на определение параметров межволоконного трения внутри одного слоя ткани. Большое количество параметров, участвующих в вычислениях, очевидно, влечет к усложнению обработки эксперимента с одной стороны, и к уменьшению точности результата, с другой.However, this method is not suitable for determining the integral characteristics of interlayer friction in multilayer woven composites, since this method is initially aimed at determining the parameters of interfiber friction inside one layer of fabric. A large number of parameters involved in the calculations, obviously, leads to a complication of the processing of the experiment on the one hand, and to a decrease in the accuracy of the result, on the other.
Наиболее близким к заявляемому устройству является конструкция, описанная в патенте BY 14868 для реализации способа определения параметров трения. Этот способ предполагает установку образца, выполненного в виде прямоугольной призмы между контробразцами, выполненными в виде прямоугольных призм, которые, в свою очередь, размещаются между жесткими прижимными накладками. Между контробразцом и накладкой также устанавливается вязкоупругая прокладка. Полученная конструкция сжимается нормальным усилием и фиксируется при помощи четырех стяжных болтов, на которых установлены тензодатчики. Затем осуществляется поворот сопряжения на 90 градусов, к торцовой поверхности образца прикладывается постоянная тангенциальная нагрузка до момента скольжения образца относительно контробразцов. По максимальному значению приложенной тангенциальной нагрузки в момент начала скольжения, установившемуся значению тангенциальной нагрузки после начала скольжения образца относительно контробразцов и действующему сжимающему усилию в момент начала скольжения определяются статический и динамический коэффициенты трения.Closest to the claimed device is the design described in patent BY 14868 for implementing the method for determining friction parameters. This method involves the installation of a sample made in the form of a rectangular prism between counterbands made in the form of rectangular prisms, which, in turn, are placed between the rigid clamping plates. A viscoelastic gasket is also installed between the counter-pattern and the pad. The resulting structure is compressed by normal force and fixed with four tie bolts on which strain gauges are installed. Then the conjugation is rotated 90 degrees, a constant tangential load is applied to the end surface of the sample until the sample is slipped relative to counter samples. The maximum value of the applied tangential load at the moment of the onset of sliding, the steady-state value of the tangential load after the beginning of the sliding of the sample relative to counter samples and the effective compressive force at the time of the onset of sliding, determine the static and dynamic friction coefficients.
Однако подобный способ и устройство, соответственно, не обеспечивают возможность определения параметров трения тканых образцов, так как, во-первых, площадь контактирующей поверхности не является неизменной, что может затруднить определение установившейся тангенциальной нагрузки, а следовательно, динамического коэффициента трения, во-вторых, отсутствует возможность фиксации контробразцов, что, в случае тканых контробразцов (прокладочные слои) приводит к их смещению относительно прижимных накладок в процессе осуществления способа и искажает полученные результаты, в-третьих, в случае использования тканых образцов или тонких пластин, нормальное усилие, фиксирующееся тензодатчиками будет, отличаться в большую сторону от усилия в рабочей области.However, such a method and device, respectively, do not provide the ability to determine the friction parameters of woven samples, since, firstly, the area of the contacting surface is not constant, which may make it difficult to determine the steady-state tangential load, and hence the dynamic coefficient of friction, and secondly, there is no possibility of fixing counter-samples, which, in the case of woven counter-samples (cushioning layers) leads to their displacement relative to the pressure pads in the process and distorts the results, thirdly, in the case of a sample of tissue or thin plates, the normal force, the strain gauge is fixed will be different in a big way with the effort in the work area.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, за счет обеспечения возможности учета неравномерности распределения сообщаемой трансверсальной силы, более точному заданию силы.The technical problem to which the claimed utility model is directed is to overcome the technical drawbacks inherent in the analogs by providing the possibility of taking into account the uneven distribution of the reported transverse force, a more accurate setting of the force.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности проведения более точных экспериментов при определении статического и динамического коэффициентов трения тканых образцов за счет более точного задания и учета трансверсальной сжимающей силы, действующей на образец. Кроме того, заявляемая полезная модель позволит работать с ткаными образцами, имеющими тенденцию к образованию зацепов, а также к изменению формы во время испытаний. Кроме того, заявляемая полезная модель позволяет без усложнения конструкции задавать нагрузки значительно большие, чем обеспечивают перечисленные аналоги.The technical result of the utility model is the possibility of conducting more accurate experiments in determining the static and dynamic coefficients of friction of woven samples due to a more accurate task and taking into account the transverse compressive force acting on the sample. In addition, the claimed utility model will allow you to work with woven samples, which tend to form hooks, as well as to change shape during testing. In addition, the claimed utility model allows, without complicating the design, to set loads significantly greater than those listed above.
Поставленная задача решается тем, что устройство для определения коэффициента трения тканых образцов, включает верхнюю, нижнюю прижимные, а также дополнительную фиксирующую пластины, размещенные с возможностью помещения между ними двух прокладочных слоев и образца, при этом пластины выполнены с возможностью соединения между собой посредством крепежных узлов, каждый из которых снабжен двумя тензодатчиками, выполненными с возможностью подключения к регистрирующему прибору, при этом прокладочные слои зафиксированы между верхней и нижней прижимными пластинами посредством дополнительной фиксирующей пластины, с обеспечением возможности измерения сжимающего усилия от упомянутых прижимных пластин при поступательном перемещении образца с постоянной скоростью между упомянутыми слоями. Образец выполнен плоским и расположен между прокладочными слоями с обеспечением возможности соединения его свободного конца с динамометром. Крепежный узел включает болт с резьбовой поверхностью, на которой выполнены симметрично расположенные площадки для закрепления тензодатчиков, две гайки, обеспечивающие фиксацию болта в отверстиях прижимных пластин, прокладку для вывода проводов, соединяющих тензодатчики с регистрирующим прибором, и пружину сжатия, обеспечивающую плавное изменение сжимающей нагрузки, размещенную на верхней прижимной пластине между гайкой и прокладкой. Прокладочные слои зафиксированы дополнительной фиксирующей пластиной. При этом фиксирующая пластина может быть закреплена на нижней прижимной пластинеThe problem is solved in that the device for determining the coefficient of friction of woven samples, includes upper, lower clamping, as well as an additional fixing plate, placed with the possibility of placing between them two cushioning layers and the sample, while the plates are made with the possibility of interconnection by means of fastening nodes , each of which is equipped with two load cells configured to connect to a recording device, while the cushioning layers are fixed between the upper and lower it with pressure plates by means of an additional fixing plate, with the possibility of measuring the compressive force from said pressure plates during translational movement of the sample at a constant speed between the said layers. The sample is made flat and located between the cushioning layers with the possibility of connecting its free end with a dynamometer. The mounting unit includes a bolt with a threaded surface on which symmetrically located platforms for fixing the load cells are made, two nuts that secure the bolt in the holes of the pressure plates, a gasket for outputting wires connecting the load cells to the recording device, and a compression spring that provides a smooth change in the compressive load, located on the upper pressure plate between the nut and gasket. The cushioning layers are fixed with an additional fixing plate. In this case, the fixing plate can be fixed to the lower pressure plate
- с зазором относительно верхней прижимной пластины для обеспечения вывода через зазор другого свободного конца тканого образца или- with a gap relative to the upper pressure plate to ensure the conclusion through the gap of the other free end of the woven sample, or
- вплотную к верхней прижимной пластине и снабжена пазом со стороны верхней прижимной пластины, обеспечивающим вывод через него другого свободного конца тканого образца. Нижняя кромка верхней прижимной пластины со стороны фиксирующей пластины выполнена скругленной. Прокладочные слои могут быть выполнены из дюралюминия или другого металла, а также из материала образца (ткаными). В качестве регистрирующего прибора используют измерительный усилитель на базе компьютера, а возможность поступательного перемещения с постоянной скоростью реализуют посредством статической испытательной машины.- close to the upper pressure plate and provided with a groove on the side of the upper pressure plate, providing the conclusion through it of the other free end of the woven sample. The lower edge of the upper pressure plate on the side of the fixing plate is rounded. Gasket layers can be made of duralumin or other metal, as well as of the sample material (woven). A computer-based measuring amplifier is used as a recording device, and the possibility of translational movement with constant speed is realized by means of a static testing machine.
За счет скругления кромки на верхней прижимной пластине и выемки (или выполнения зазора) на фиксирующей пластине обеспечивается неизменность величины площади контакта и существенное снижение возможности образования зацепов образцов ткани за детали устройства и за прокладочные слои. При этом нагрузка передается на прижимные пластины не непосредственно, а через пружины сжатия, таким образом достигается более точное задание необходимой величины нагрузки на рабочую зону и значительно увеличивается точность задания сжимающего усилия.Due to the rounding of the edge on the upper pressure plate and the recess (or clearance) on the fixing plate, the contact area remains constant and the possibility of hooking of tissue samples to the device parts and to the cushioning layers is significantly reduced. In this case, the load is transferred to the pressure plates not directly, but through the compression springs, thus achieving a more accurate setting of the required load on the working area and significantly increasing the accuracy of setting the compressive force.
Описание чертежейDescription of drawings
Заявляемая полезная модель поясняется следующими чертежами.The inventive utility model is illustrated by the following drawings.
На фиг. 1 схематично представлено заявляемое устройство в разборе.In FIG. 1 schematically shows the inventive device in parsing.
На фиг. 2 представлен вид образцов, испытываемых на заявляемом устройстве.In FIG. 2 presents a view of samples tested on the claimed device.
На фиг. 3 представлена зависимость сдвигающего усилия от перемещения движущегося захвата.In FIG. Figure 3 shows the dependence of the shear force on the movement of the moving gripper.
Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:
1. Нижняя прижимная пластина,1. Lower pressure plate
2. Верхняя прижимная пластина,2. The upper pressure plate,
3. Фиксирующая пластина,3. The fixing plate
4. Винты, закрепляющие фиксирующую пластину к нижней,4. Screws securing the fixing plate to the bottom,
5. Болт с резьбовой поверхностью и площадками для закрепления тензодатчиков,5. A bolt with a threaded surface and platforms for fixing strain gauges,
6. Прокладка для вывода проводов,6. Laying for a conclusion of wires,
7. Пружины сжатия,7. Compression springs,
8. Гайки,8. Nuts
9. Нижний прокладочный слой,9. The lower cushioning layer,
10. Верхний прокладочный слой,10. The upper cushioning layer,
11. Образец.11. Sample.
Заявляемое устройство представляет собой лабораторное оборудование, предназначенное для проведения испытаний тканых образцов с возможностью определения коэффициента трения. Устройство включает нижнюю и верхнюю прижимные пластины со сквозными отверстиями для размещения крепежных элементов, при этом нижняя пластина имеет большие размеры поперечного сечения, чем верхняя. Указанные пластины размещают друг на друге. На нижней пластине также размещена фиксирующая пластина. Одна из кромок верхней прижимной пластины выполнена со скруглением для обеспечения возможности контакта с вытягиваемым образцом без его разрушения. Комбинационно, фиксирующая и верхняя пластины могут быть размещены на нижней либо вплотную друг к другу (в этом случае со стороны фиксирующей пластины выполняют паз для протягивания образца,) либо с образованием зазора, выполняющего в данном случае функцию паза. В пластинах выполнены отверстия для размещения элементов крепежных узлов. Каждый крепежный узел представляет собой болт с резьбой, при этом на резьбе в зоне размещения болта в пластинах выполнены плоские площадки, на которых закреплены тензодатчики (попарно). Крепежный узел также включает две гайки, фиксирующие болты в отверстиях прижимных пластин, прокладку для вывода проводов, соединяющих тензодатчики с регистрирующим прибором, и пружину сжатия, посредством которой плавно изменяют сжимающей нагрузки от пластин. Между прижимными пластинами размещены два прокладочных слоя, выполняемые, как правило, из того же материала, что и образец. Прокладочные слои закреплены фиксирующей пластиной. Образец располагают расположен между прокладочными слоями, соединяя один его свободный конец с динамометром.The inventive device is a laboratory equipment designed to test woven samples with the ability to determine the coefficient of friction. The device includes lower and upper pressure plates with through holes for accommodating fasteners, while the lower plate has larger cross-sectional dimensions than the upper one. These plates are placed on top of each other. A fixing plate is also placed on the bottom plate. One of the edges of the upper pressure plate is rounded to allow contact with the drawn sample without breaking it. Combinationly, the fixing and upper plates can be placed on the lower or close to each other (in this case, a groove is made on the side of the fixing plate for drawing the sample), or with the formation of a gap that performs the function of the groove in this case. Holes are made in the plates to accommodate the elements of the fixing nodes. Each mounting unit is a threaded bolt, while flat threads are made on the threads in the area where the bolt is placed in the plates, on which load cells are fixed (in pairs). The mounting unit also includes two nuts, fixing bolts in the holes of the pressure plates, a gasket for the output of the wires connecting the load cells to the recording device, and a compression spring, through which the compressive load from the plates is smoothly changed. Between the pressure plates there are two cushioning layers, made, as a rule, of the same material as the sample. Gasket layers are fixed with a fixing plate. The sample is located located between the cushioning layers, connecting one of its free end with a dynamometer.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Заявляемое устройство предназначено для испытания образцом с определением коэффициента трения и работает следующим образом.The inventive device is intended for testing by a sample with determination of the coefficient of friction and works as follows.
Испытание образцов с использованием предлагаемого устройства проводят в два этапа. На пластину 1 последовательно помещают прокладочные слои 9 и 10 и фиксируются пластиной 3 и винтами 4. Образец 11 пропускают через вырез слоя 10 так, чтобы в рабочей зоне устройства, под которой подразумевают зону размещения образца между прижимными пластинами, находилось 100 мм тканого образца и не менее 50 мм оставалось свободным с каждого края. Так, для частного случая исполнения устройства, подробное описание которого приведено в примере конкретного выполнения, рабочей зоне соответствует зона между прижимными пластинами строго по центру размерами 100×50 мм.Testing samples using the proposed device is carried out in two stages. Laying
Затем поверх слоя 10 размещают пластину 2 и устанавливают болты 5. Болты свободно прихватывают гайками 8 снизу, а сверху - прокладочными цилиндрами 6, пружинами сжатия 7 и гайками 8, так, чтобы не вызвать растяжение болтов.Then,
На втором этапе заявляемое устройство размещают между опорными плитами испытательной машины Торцевую поверхность образца фиксирует в верхнем захвате испытательной машины. Затяжкой болтов 5 создают нормальное усилие сжатие, которое контролируется тензодатчиками, установленными на болтах. Торцевой поверхности образца придают постоянную скорость перемещения, необходимое для ее поддержания усилие фиксируют динамометром. До достижения максимального сдвигового усилия образец только растягивается, после - начинает перемещаться, вытягиваясь из захвата. При определенной величине этого усилия начинается скольжение образца 11 по прокладочным слоям 9 и 10. Типовой график эксперимента представлен на фиг. 3.At the second stage, the inventive device is placed between the supporting plates of the testing machine. The end surface of the sample is fixed in the upper grip of the testing machine. By tightening the
В результате компьютерного моделирования работы заявляемого устройства выработаны поправочные коэффициенты в расчетные формулы, обеспечивающие получение максимально точных значений статического и динамического коэффициентов трения по результатам измерения сжимающих усилий с использованием заявляемого устройства.As a result of computer simulation of the operation of the claimed device, correction coefficients into calculation formulas are developed that provide the most accurate values of the static and dynamic friction coefficients according to the results of measuring compressive forces using the inventive device.
Статический и динамический коэффициенты трения считают, соответственно, по формулам:Static and dynamic coefficients of friction are considered, respectively, according to the formulas:
ГдеWhere
Fm - максимальное значение силы на протяжении эксперимента,F m - the maximum value of the force during the experiment,
Fs - среднее значение силы на установившемся участке,F s - the average value of the force in the steady state,
Fc - значение нормальной сжимающей силы, приложенной к устройству, снимаемой с тензодатчиков на болтах 5.F c - the value of the normal compressive force applied to the device, removed from the load cells with
Поправочный коэффициент 1/1,4 используется вместо коэффициента 1/2 (так как в эксперименте имеется две поверхности скольжения) так как по результатам компьютерного моделирования выявлено, что в рабочую зону устройства передается не вся нагрузка с затяжных болтов.A correction factor of 1 / 1.4 is used instead of a coefficient of 1/2 (since there are two sliding surfaces in the experiment) since it was revealed by computer simulation that not all the load from the tightening bolts is transferred to the working area of the device.
При этом общепринятые стандартные расчетные формулы имеют видMoreover, generally accepted standard calculation formulas have the form
Установлено, что при идентичной нагрузке до 50 кг:It was found that with an identical load of up to 50 kg:
- использование заявляемого устройства для вычисления статического и динамического коэффициентов трения по скорректированным формулам (1) и- the use of the inventive device for calculating static and dynamic coefficients of friction according to adjusted formulas (1) and
- использование стандартных средств проведения испытаний (например, раскрытых в прототипе) для вычисления статического и динамического коэффициентов трения по стандартным формулам (2) обеспечивают получение идентичных результатов, что свидетельствует о достоверности результатов, полученных с использование заявляемого устройства.- the use of standard testing tools (for example, disclosed in the prototype) to calculate the static and dynamic coefficients of friction according to standard formulas (2) provide identical results, which indicates the reliability of the results obtained using the inventive device.
Таким образом, при использовании скорректированных формул (1) применительно к заявляемому устройству установлено, что статический и динамический коэффициенты трения имеют значения, большие в 1,43 раза по сравнению со стандартными методиками. Более того, использование формул (2) в данном случае будет некорректным ввиду того, что данные формулы предполагают, что прижимные пластины выполнены из абсолютно твердого тела и полностью передают нагрузку с крепежных узлов образцу.Thus, when using the adjusted formulas (1) in relation to the claimed device, it was found that the static and dynamic coefficients of friction have values that are 1.43 times greater than standard methods. Moreover, the use of formulas (2) in this case will be incorrect due to the fact that these formulas assume that the pressure plates are made of a completely solid body and completely transfer the load from the fastening nodes to the sample.
Согласно результатам моделирования, поправочный коэффициент, использованный в (1), можно считать постоянным при нагрузках не менее 2500 Н.According to the simulation results, the correction factor used in (1) can be considered constant at loads of at least 2500 N.
Увеличение нагрузки в заявляемом устройстве возможно за счет простого закручивания болтов, в отличие от известных аналогов и прототипа, где для обеспечения повышенной нагрузки требуется значительное усложнение и удорожание конструкции. Таким образом, заявляемая полезная модель позволит получить значения сжимающей силы при достаточно больших нагрузках без необходимости видоизменения конструкции.The increase in load in the inventive device is possible due to the simple tightening of bolts, in contrast to the known analogues and prototype, where to ensure increased load requires significant complication and cost of construction. Thus, the claimed utility model will allow to obtain values of compressive force at sufficiently large loads without the need for modification of the design.
Пример конкретного выполненияConcrete example
Заявляемое устройство реализовано в виде экспериментального макета, с помощью которого проведены испытания образца арамидной ткани Руслан. Устройство включает прижимные и фиксирующую пластины, выполненные из дюралюминия. При этом нижняя пластина выполнена с габаритными размерами 120×100×10 мм, с четырьмя сквозными отверстиями диаметром 10 мм каждое, предназначенными для размещения болтов, оснащенных тензодатчиками и с тремя сквозными резьбовыми отверстиями диаметром 8 мм каждое для фиксирующих винтов Верхняя прижимная пластина выполнена с габаритными размерами 100×100 мм, снабжена четырьмя сквозными отверстиями диаметром 10 мм каждое, предназначенными для размещения болтов. Сторона прижимной пластины, обращенная к фиксирующей пластине, имеет скругление радиусом 1.5 мм. Площадки для тензодатчиков на болтах были подготовлены на фрезерном станке. Тензодатчики, установленные на болты были тарированы с использованием установки рычажного типа. Фиксирующая пластина размерами 20×100×10 мм снабжена тремя сквозными резьбовыми отверстиями (с выемками под потайные головки) диаметром 8 мм каждое для фиксирующих винтов. Сторона фиксирующей пластины, обращенная к прижимной пластине, имеет выемку 50×1,5 мм. Прокладочные слои выполнены из идентичного образцу материала, при этом нижний прокладочный слой имеет размеры не менее 120×100 мм с отверстиями под болты М10 и винты М8, верхний прокладочный слой имеет размеры не менее 120×100 мм с отверстиями под болты М10 и винты М8, а также с прорезью 50 мм для прохода вытягиваемого образца размерами 300×50 ммThe inventive device is implemented in the form of an experimental layout, with which tests of a sample of aramid tissue Ruslan were carried out. The device includes clamping and fixing plates made of duralumin. The lower plate is made with overall dimensions of 120 × 100 × 10 mm, with four through holes with a diameter of 10 mm each, designed to accommodate bolts equipped with strain gauges and with three through threaded holes with a diameter of 8 mm each for fixing screws. The upper pressure plate is made with
Во время тарировки и последующих экспериментов, сигнал с тензодатчиков обрабатывался с помощью программного обеспечения Catman и блока сбора данных Spider 8 компании НВМ. Сжимающее усилие, зафиксированное тензодатчиками, составило 2508Н. Заданная скорость вытягивания равнялась 10 мм/мин.During calibration and subsequent experiments, the signal from the load cells was processed using Catman software and
По результатам эксперимента, представленным на фиг. 3, максимальная величина усилия составила 1124 Н, а средняя величина усилия на установившемся участке - 775 Н. По формулам (1)According to the experimental results shown in FIG. 3, the maximum magnitude of the force was 1124 N, and the average magnitude of the force in the steady-state section was 775 N. By the formulas (1)
статический коэффициент 
динамический коэффициент 
Для сравнения, с точки зрения идеальных условий, можно воспользоваться формулами 
Соответственно, в результате использования заявляемого устройства при расчете коэффициентов трения по скорректированным формулам получен более точный результат.Accordingly, as a result of using the inventive device in calculating the friction coefficients according to the adjusted formulas, a more accurate result is obtained.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141626U RU181366U1 (en) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | DEVICE FOR DETERMINING THE Friction Coefficient of Woven Samples |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141626U RU181366U1 (en) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | DEVICE FOR DETERMINING THE Friction Coefficient of Woven Samples |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU181366U1 true RU181366U1 (en) | 2018-07-11 |
Family
ID=62915271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017141626U RU181366U1 (en) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | DEVICE FOR DETERMINING THE Friction Coefficient of Woven Samples |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU181366U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2803725C1 (en) * | 2022-12-29 | 2023-09-19 | Саидиварис Саидгазиевич Рахимходжаев | Device for determining the coefficient of friction of textile materials |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1176215A1 (en) * | 1983-01-04 | 1985-08-30 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Швейной Промышленности | Method of determining friction ratio of clothing material |
| US6601457B2 (en) * | 2001-07-11 | 2003-08-05 | The Hong Kong Polytechnic University | Textile fabric testing |
| CN203069490U (en) * | 2012-07-30 | 2013-07-17 | 南通纺织职业技术学院 | Special device for testing touch comfort of fabrics |
| CN103528946A (en) * | 2013-10-28 | 2014-01-22 | 天津工业大学 | Fabric friction coefficient measurement instrument |
-
2017
- 2017-11-29 RU RU2017141626U patent/RU181366U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1176215A1 (en) * | 1983-01-04 | 1985-08-30 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Швейной Промышленности | Method of determining friction ratio of clothing material |
| US6601457B2 (en) * | 2001-07-11 | 2003-08-05 | The Hong Kong Polytechnic University | Textile fabric testing |
| CN203069490U (en) * | 2012-07-30 | 2013-07-17 | 南通纺织职业技术学院 | Special device for testing touch comfort of fabrics |
| CN103528946A (en) * | 2013-10-28 | 2014-01-22 | 天津工业大学 | Fabric friction coefficient measurement instrument |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2803725C1 (en) * | 2022-12-29 | 2023-09-19 | Саидиварис Саидгазиевич Рахимходжаев | Device for determining the coefficient of friction of textile materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105842055B (en) | A kind of strength test fixture that control with changed scale Biaxial stress is carried out using single axis test machines | |
| RU2769395C1 (en) | Gradient stress load testing apparatus and method for accurate measurement of load power | |
| Sanders et al. | Nondestructive evaluation of damage in composite structures using modal parameters | |
| Odegard et al. | Elastic-plastic and failure properties of a unidirectional carbon/PMR-15 composite at room and elevated temperatures | |
| KR101390461B1 (en) | Creep and Stress Relaxation Tester for Polymer Materials | |
| Graybeal et al. | Direct and flexural tension test methods for determination of the tensile stress-strain response of UHPFRC | |
| CN110274825B (en) | Method for testing longitudinal compression performance of high-modulus carbon fiber reinforced resin matrix composite | |
| CN107543689A (en) | Double bolt relaxation experimental rigs are determined under a kind of tangential alternate load | |
| CN101666782A (en) | Measuring device of rigidity and damping of tangential contact | |
| Hung et al. | Finite element analysis of the Arcan specimen for fiber reinforced composites under pure shear and biaxial loading | |
| Tuttle et al. | Buckling of composite panels subjected to biaxial loading | |
| RU181366U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE Friction Coefficient of Woven Samples | |
| KR20130021960A (en) | Measurement system and method of variation rate within rotor bolt | |
| Sevenois et al. | Influence of tab debonding on measured stiffness evolution in Compression-Compression and Tension-Compression fatigue testing of short gauge length coupons | |
| CN205749108U (en) | A kind of dynamic tensile test anti-slip cramping apparatus device | |
| CN114659775A (en) | Static strength test method and stretching device for rotary structural member of aircraft engine | |
| CN110530706B (en) | Loading device and test method for double-material interface under normal stress constraint | |
| Grediac | Four-point bending tests on off-axis composites | |
| Blum | The use and understanding of photoelastic coatings | |
| Virág et al. | Analysing of the yarn pull-out process for the characterization of reinforcing woven fabrics | |
| JPS6310377B2 (en) | ||
| CN109813587B (en) | A test piece that is used for eccentric connection of rivet to connect nail to carry distribution research | |
| Mistou et al. | Experimental and numerical simulations of the static and dynamic behavior of sandwich plates | |
| CN113155608A (en) | Composite material sheet compression loading device | |
| RU2084862C1 (en) | Method of material wear test |