RU2077718C1 - Device to study deformation properties of flat fibre-containing materials - Google Patents
Device to study deformation properties of flat fibre-containing materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2077718C1 RU2077718C1 RU94011916A RU94011916A RU2077718C1 RU 2077718 C1 RU2077718 C1 RU 2077718C1 RU 94011916 A RU94011916 A RU 94011916A RU 94011916 A RU94011916 A RU 94011916A RU 2077718 C1 RU2077718 C1 RU 2077718C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spindle
- deformation
- sample
- loading
- strain
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности для испытаний материалов при двухосном растяжении. The invention relates to techniques for testing materials, in particular for testing materials under biaxial tension.
Известно устройство для определения составных частей деформации трикотажа при двухосном сложном растяжении способом продавливания, содержащее шток, контактирующий через подшипники качения с силовой втулкой, заключенной в цилиндрический корпус. На шток навинчивается рабочий орган, имеющий форму полусферы. Исследуемый материал закрепляют в зажимы с замкнутым контуром и воздействуют рабочим органом. Искомые параметры регистрируют пером, совмещенным с силовой втулкой на бумаге перемещаемой лентопробежкой или указателем по линейке [1]
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для исследования деформационных свойств плоских волокносодержащих материалов, содержащее шпиндель нагружения с орудием в виде полусферы и зажимное устройство с замкнутым контуром. Образец закрепляют в замкнутый контур зажимного устройства и растягивают на заданную постоянную величину стрелы прогиба путем перемещения шпинделя нагружения. Искомые параметры фиксируются осциллографом или самописцем. На приборе могут быть определены одноцикловые характеристики: падение напряжения (усилия) и составные части деформации (обратимая и остаточная часть стрелы прогиба) [2]
Недостатком этих устройств является отсутствие возможности измерения напряжений (усилий) по взаимно перпендикулярным осям, возникающих при растяжении материала нагружением по нормали к его плоскости.A device is known for determining the components of knitted deformation under biaxial complex tension by a forcing method, comprising a rod contacting through rolling bearings with a power sleeve enclosed in a cylindrical body. A working element in the form of a hemisphere is screwed onto the stem. The studied material is fixed in clamps with a closed loop and act on the working body. The desired parameters are recorded with a pen, combined with a power sleeve on a paper moved by tape or pointer on a ruler [1]
Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a device for studying the deformation properties of flat fiber-containing materials, containing a loading spindle with a tool in the form of a hemisphere and a clamping device with a closed loop. The sample is fixed in a closed loop clamping device and stretched to a predetermined constant value of the deflection arrows by moving the loading spindle. The required parameters are fixed by an oscilloscope or recorder. On the device, one-cycle characteristics can be determined: the voltage drop (force) and the components of the deformation (reversible and residual deflection boom) [2]
The disadvantage of these devices is the inability to measure stresses (forces) along mutually perpendicular axes that occur when the material is stretched by loading along the normal to its plane.
Цель изобретения расширение возможности проведения испытаний, повышение точности результатов исследуемых параметров. The purpose of the invention is the expansion of the possibility of testing, improving the accuracy of the results of the studied parameters.
Указанная цель достигается тем, что шпиндель нагружения снабжен тонкостенным кольцом с тензометрическими датчиками сопротивления, позволяющими измерять общее напряжение (усилие) и его релаксацию, при различных циклах деформации материала. Четыре крестообразно расположенных подвижных зажима, удерживающих образец в плоскости перпендикулярной действию шпинделя нагружения, имеют тензометрические датчики сопротивления позволяющие регистрировать напряжения (усилия), возникающие во взаимно перпендикулярных направлениях при деформировании образца, шпинделем. Качающийся на оси сельсин-датчика двухплечий рычаг с шарнирно соединенным с ним стержнем позволяют определять величину полной деформации образца и ее составные части. This goal is achieved by the fact that the loading spindle is equipped with a thin-walled ring with strain gauge resistance sensors that can measure the total stress (force) and its relaxation during various cycles of deformation of the material. Four crosswise arranged movable clamps holding the sample in a plane perpendicular to the action of the loading spindle have strain gauge resistance sensors that allow recording stresses (forces) arising in mutually perpendicular directions when the sample is deformed with a spindle. A two-arm lever swinging on the axis of the selsyn sensor with a rod pivotally connected to it allows one to determine the total strain of the sample and its components.
На фиг. 1 показана схема предложенного устройства. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device.
Устройство содержит полый шпиндель нагружения 16, установленный в верхние и нижние направляющщие 7, 8, с подшипниками качения 12. К верхней части шпинделя 16 жестко прикреплено тонкостенное кольцо 3 с тензометрическими датчиками сопротивления 4, которые регистрируют общие напряжения (усилия), возникающие при нагружении исследуемого образца 15. К верхней части кольца 3 жестко прикреплена площадка 2 для сменных грузов 1, которыми задается величина давления шпинделя 16 на исследуемый образец 15. Площадка 2 служит также для ограничения вертикального перемещения шпинделя 16, которое регулируется микрометрической головкой 6, тем самым задается величина деформации образца 15 шпинделем 16. Нижняя часть шпинделя 16 выполнена резьбовым окончанием, к которому присоединяются сменные орудия 14 разной формы и размеров. Для подъема и опускания шпинделя 16, что соответствует разгружению и нагружению образца 15, служит механизм, который состоит из вильчатого рычага 18, шарнирно соединенного с основанием 11 и фасонного кулачка 17, жестко связанного с ручкой 20. Рычаг 18 правым концом посредством пальцев с подшипниками 21 входит в зацепление с шпинделем 16, левый конец с грузом 19 служит его противовесом. Образец 15 закрепляется горизонтально в плоскости М-М, зажимами 22, 23, 24, 25, которые установлены на четырех подвижных, крестообразно расположенных каретках, имеющих возможность перемещаться друг против друга во взаимно перпендикулярных направлениях. Это позволяет проводить исследования как без предварительной деформации образца 15 в плоскости М-М, так и с предварительной деформацией любой степени двухосности. Зажимы 22, 24, расположенные на взаимно перпендикулярных осях, имеют тензометрические датчики сопротивления 26, 27, которые регистрируют напряжения (усилия) (каждый по своей оси), возникающие при растяжении образца 15 в плоскости М-М зажимами 22, 23, 24, 25 и нагружении его по нормали к плоскости М-М шпинделем 16. Для измерения полной деформации и ее составных частей служит тонкий легкий стержень 13, помещенный в полости шпинделя 16 и через отверстие в сменном орудии 14 контактирующий с образцом 15, и жестко установленный на оси сельсин-датчика 9 двухплечий рычаг 5, который одним концом шарнирно соединен со стержнем 13, а на другом имеет противовес 10. Имеющийся в шпинделе 16 паз позволяет перемещаться стержню 13 независимо от шпинделя 16. The device contains a hollow loading spindle 16, mounted in the upper and lower guides 7, 8, with rolling bearings 12. A thin-
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
А. Определение деформационных свойств при заданном удлинении образца. A. Determination of deformation properties at a given elongation of the sample.
При данном условии испытания устройство позволяет определить величины падения напряжений (усилий) общего и во взаимно перпендикулярных направлениях, составные части деформации. Для этого в повернутом по часовой стрелке положении ручки 20 уравновешивают шпиндель 16 через вильчатый рычаг 18 противовесом 19. Орудие 14 за счет резьбового соединения со шпинделем 16 устанавливают так, чтобы оно касалось плоскости М-М, в которой находится исследуемый образец 15. Поворотом ручки 20 против часовой стрелки поднимают шпиндель 16 в крайнее верхнее положение. В зажимы 22, 23, 24, 15 закрепляют образец 15. Противовесом 10 устанавливают минимальное давление стержня 13, обеспечивающее лишь его контакт с деформируемым образцом 15. Винтом микрометрической головки 6 устанавливают перемещение шпинделя 16 на требуемую величину прогиба образца 15 и нагружают площадку 2 соответствующим грузом 1. Поворотом ручки 20 по часовой стрелке опускают шпиндель 16 и прогибают образец 15. Возникающие при этом величины напряжений (усилий) общее и по взаимно перпендикулярным осям образца 16, а также их падение в течение заданного времени деформирования регистрируются тензодатчиками 4, 26 27, записываются светолучевым осциллографом (фиг. 2) и определяются по известной формуле. Under this test condition, the device allows you to determine the magnitude of the voltage drop (effort) of the General and mutually perpendicular directions, the components of the deformation. To do this, in the clockwise position of the
где r величина падение напряжения;
σo начальное напряжение, Па;
σt конечное напряжение, Па, через некоторый промежуток времени t, принимаемый постоянным.
where r is the magnitude of the voltage drop;
σ o initial stress, Pa;
σ t final stress, Pa, after a certain period of time t, taken constant.
При опускании шпинделя 16 стержень 13, находящийся в контакте с образцом 15 переместится вместе с ним на заданную величину прогиба. Отклонение двухплечего рычага 5 происходит при опускании стержня 13. По окончании периода нагружения поворотом ручки 20 против часовой стрелки шпиндель 16 с грузом 1 поднимают и удерживают в крайнем верхнем положении. Релаксирующий образец 15 по мере исчезания упругой и эластической деформаций поднимает вверх стержень 13 и через двухплечий рычаг 5 поворачивает ось сельсин-датчика 9, сигнал с которого записывается светолучевым осциллографом. Величины составных частей деформации определяют по записанной осциллограмме (фиг. 3) и по известным формулам;
(t)ε полная деформация, мм;
Lo начальная длина образца, мм;
L1 длина образца после нагружения в течение выбранного при опыте времени, мм,
где (t)ε1(t1) быстрообратимая деформация, мм;
L2 длина образца после времени t1 от нагрузки, мм,
где (t)ε2(t2) медленно обратимая деформации, мм;
L3 длина образца после отдыха за время t2 от разгрузки до снятия последнего отсчета, мм,
где (t)ε3(t2) остаточная деформация, мм.When lowering the spindle 16, the rod 13 in contact with the sample 15 will move with it by a predetermined amount of deflection. The deviation of the two shoulders of the lever 5 occurs when lowering the rod 13. At the end of the loading period by turning the
(t) ε total deformation, mm;
L o the initial length of the sample, mm;
L 1 the length of the sample after loading for the selected time during the experiment, mm,
where (t) ε 1 (t 1 ) is a rapidly reversible deformation, mm;
L 2 the length of the sample after time t 1 from the load, mm,
where (t) ε 2 (t 2 ) is slowly reversible strain, mm;
L 3 the length of the sample after rest for a time t 2 from unloading to the removal of the last count, mm,
where (t) ε 3 (t 2 ) permanent deformation, mm.
Б. Определение деформационных свойств при действии постоянной нагрузки. B. Determination of deformation properties under constant load.
При данном условии испытания устройство позволяет определить величины напряжений (усилия) возникающие по взаимно перпендикулярным осям образца 15 при нагружении его по нормали и величину полной деформации и ее составные части. Для этого в повернутом по часовой стрелке положении ручки 20 уравновешивают шпиндель 16 через вильчатый рычаг 18 противовесом 19. Орудие 14 за счет резьбового соединения со шпинделем 16 устанавливают так, чтобы оно касалось плоскости М-М, в которой находится исследуемый образец 15. Поворотом ручки 20 против часовой стрелки поднимают шпиндель 16 в крайнее верхнее положение. Закрепляют в зажимы 22 образец 15. Противовесом 10 устанавливают минимальное давление стержня 13, обеспечивающее лишь его контакт с деформируемым образцом 15. На площадку 2 устанавливают груз 1 заданной величины. Микрометрический винт головки 6 заворачивают в крайнее нижнее положение, чем снимают ограничение хода шпинделя 16. Поворотом ручки 20 по часовой стрелке нагружают исследуемый образец 15. Стержень 13, находящийся в контакте с образцом 15, будет перемещаться вместе с ним на величину его прогиба, которая зависит от величины приложенной нагрузки и времени ее действия. При опускании стержня 13 двухплечий рычаг 5 повернет ось сельсин-датчика 9, сигнал с которого запишется светолучевым осциллографом. По окончании периода нагружения поворотом ручки 20 против часовой стрелки шпиндель 16 с грузом 1 поднимают и удерживают в крайнем верхнем положении. По мере исчезновения упругой и эластической деформации, легкий стержень 13 поднимается вверх релаксирующим образцом 15 и поворачивает двухплечий рычаг 5. Последний поворачивает ось сельсин-датчика 9, сигнал с которого усиливается и записывается светолучевым осциллографом. Величину полной деформации и ее компоненты определяют по записанной осциллографом диаграмме (фиг. 3) и по формулам (2), (3), (4), (5). Under this test condition, the device allows you to determine the magnitude of the stresses (forces) arising along the mutually perpendicular axes of the specimen 15 when loading it along the normal and the total strain and its components. To do this, in the clockwise position of the
Величины напряжений (усилий), возникающие во взаимно перпендикулярных направлениях исследуемого образца 15, регистрируются тензометрическими датчиками 26, 27, расположенными на зажимах 22, 24, записываются светолучевым осциллографом, (см фиг. 2) и определяются по формуле (1). The magnitudes of the stresses (forces) arising in the mutually perpendicular directions of the test sample 15 are recorded by strain gauges 26, 27 located on the clamps 22, 24, recorded by a light-beam oscilloscope, (see Fig. 2) and determined by the formula (1).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94011916A RU2077718C1 (en) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | Device to study deformation properties of flat fibre-containing materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94011916A RU2077718C1 (en) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | Device to study deformation properties of flat fibre-containing materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94011916A RU94011916A (en) | 1995-12-27 |
RU2077718C1 true RU2077718C1 (en) | 1997-04-20 |
Family
ID=20154376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94011916A RU2077718C1 (en) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | Device to study deformation properties of flat fibre-containing materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2077718C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444012C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина" | Method of measuring deformation properties of knitted fabric with biaxial stress-strain state |
RU2538080C1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-01-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный экономический университет" | Stand for determining deformation properties of knitted fabric |
-
1994
- 1994-04-05 RU RU94011916A patent/RU2077718C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Кобляков А.И. Структура и механические свойства трикотажа, - М.: Легкая индустрия, 1973, с.240. 2. Wegener W.Verglefch nach versohfedenen Prufverfahren ermittelter Gewebe - Kennwerte - Faserfocschung und Textiltechnik, 1965, N 16. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444012C1 (en) * | 2010-12-29 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина" | Method of measuring deformation properties of knitted fabric with biaxial stress-strain state |
RU2538080C1 (en) * | 2013-07-30 | 2015-01-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный экономический университет" | Stand for determining deformation properties of knitted fabric |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5616857A (en) | Penetration hardness tester | |
EP3076153B1 (en) | Method for calculating an indenter area function and quantifying a deviation from the ideal shape of an indenter | |
US3174334A (en) | Cable tensiometer | |
RU2646442C1 (en) | Method for determining physico-mechanical characteristics of modified surface layer of product material and device for it | |
ITMI20090591A1 (en) | UNIVERSAL-TYPE DUROMETER WITH READY-OF-FORM READING DEVICE. | |
US4036048A (en) | Hardness testing device | |
Read | Piezo-actuated microtensile test apparatus | |
US3443423A (en) | Apparatus for testing the compressive strength of soil specimens | |
RU2077718C1 (en) | Device to study deformation properties of flat fibre-containing materials | |
US3425131A (en) | Extensometer | |
CN100516816C (en) | Relaxation testing machine | |
RU2231041C2 (en) | Micro-hardometer | |
RU2143106C1 (en) | Process determining mechanical characteristic of materials | |
JP7385196B2 (en) | Indentation test device | |
JPS6189538A (en) | Apparatus for testing ceramic material | |
US3352151A (en) | Mechanical automatic-recording apparatus for tensile testing of sheet metal | |
RU2791146C1 (en) | Device for measuring soil hardness | |
JPH10267816A (en) | Simple hardness testing machine | |
CN219694750U (en) | Tensile sample elongation after break measuring device | |
JPS618636A (en) | Three-axis measuring method of columnar test piece | |
SU678357A1 (en) | Apparatus for testing devices for monitoring tensile stress of reinforcement | |
SU1714439A1 (en) | Rubber testing device | |
RU94011916A (en) | DEVICE FOR STUDYING DEFORMATION PROPERTIES OF FLAT FIBER-CONTAINING MATERIALS | |
JPH07113732A (en) | Tension testing method | |
US631540A (en) | Indicator for use in testing materials. |