RU2142617C1 - Устройство для определения прочностных свойств тонкостенных конструкций - Google Patents
Устройство для определения прочностных свойств тонкостенных конструкций Download PDFInfo
- Publication number
- RU2142617C1 RU2142617C1 RU98121827A RU98121827A RU2142617C1 RU 2142617 C1 RU2142617 C1 RU 2142617C1 RU 98121827 A RU98121827 A RU 98121827A RU 98121827 A RU98121827 A RU 98121827A RU 2142617 C1 RU2142617 C1 RU 2142617C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indenter
- mass
- tip
- strength properties
- thin
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для определения прочностных свойств тонкостенных объектов. Устройство содержит индентор в виде стержня с наконечником с размещенным внутри него пъезоэлементом, который электрически связан с измерительным блоком. Также устройство содержит механизм привода индентора. Наконечник выполнен тупым, а индентор выполнен с массой, состовляющей 5 - 40% от массы исследуемого образца. Устройство направлено на повышение достоверности и точности определения прочностных свойств тонкостенных объектов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для определения прочностных свойств тонкостенных объектов, например куриных яиц.
Известен прибор для испытания материалов на хрупкость, содержащий индентор в виде стержня с наконечником и механизм его привода (см. описание к а. с. СССР N 1497490, C 01 N 3/30, 1989 [1]). Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и невысокая точность измерения.
Известен прибор для определения прочности материалов, содержащий корпус с приводом индентора и индентор, выполненный в виде штока с наконечником (см. описание к а.с. СССР N 1153266 G 01 N 3/48, 1985 [2]. Недостатком известного устройства является невысокая точность определения прочностных свойств материалов.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения механических характеристик материалов, известное из описания к а.с. СССР N 1539583 G 01 N 3/48, 1990 [3], позволяющее определить усилие хрупкого разрушения (см. колонку 3, строки 30-35), т.е. прочностные свойства.
Известное устройство содержит индентор в виде стержня с наконечником с размещенным внутри него пьезоэлементом, который соединен с измерительным блоком. Устройство снабжено приводом индентора, обеспечивающим его прямолинейное равномерное перемещение на участке траектории перед соприкосновением с исследуемым образцом.
Недостатком известного устройства является невысокая точность определения прочностных свойств тонкостенных объектов, например, куриных яиц. Это обусловлено тем, что наконечник имеет форму обоюдоострого ножа и его взаимодействие с объектом не воспроизводит реальных условий, в которых происходит разрушение скорлупы.
Заявляемое в качестве изобретения устройство для определения прочностных свойств направлено на повышение достоверности и точности определения прочностных свойств тонкостенных объектов, например скорлупы куриных яиц.
Указанный результат достигается тем, что устройство для определения прочностных свойств содержит индентор в виде стержня с наконечником с размещенным внутри него пьезоэлементом, электрически связанным с измерительным блоком, и механизм привода индентора, при этом наконечник выполнен тупым, а индентор - с массой, составляющей 5-40% от массы исследуемого образца.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются:
- выполнение наконечника индентора тупым;
- выполнение индентора с массой, составляющей 5-40% от массы исследуемого образца.
- выполнение наконечника индентора тупым;
- выполнение индентора с массой, составляющей 5-40% от массы исследуемого образца.
Выполнение наконечника индентора тупым, т.е. например в виде сферы, полусферы, эллипсоида вращения, усеченного конуса, усеченной пирамиды, цилиндра и т.п., позволяет получать более достоверные и точные результаты по сравнению с использованием наконечника как у прототипа, т.к. в этом случае происходит процесс "чистого" разрушения, без "режущей" составляющей. Именно такое, без протыкания скорлупы, а путем ее частичного смятия и вдавливания, на практике происходит разрушение яйца при транспортировке. И такое разрушение вызывается при соударении яйца с тупым наконечником.
При этом, как было установлено экспериментально, наиболее точные и достоверные результаты при исследовании прочностных характеристик куриных яиц достигаются, если масса индентора составляет от 5 до 40% от массы исследуемого объекта, т.е. яйца. Если масса индентора меньше 5% от массы яйца, то для обеспечения разрушения скорлупы индентору необходимо сообщать значительную начальную скорость, а измерения параметров процесса с помощью пьезоэлемента, находящегося внутри индентора, движущегося с большой скоростью, имеют значительную погрешность. Если же масса индентора больше 40% массы исследуемого объекта, то снижается чувствительность измерений.
Сущность заявляемого устройства для определения прочностных свойств поясняется примером реализации и чертежом, на котором схематично представлена блок-схема устройства.
Устройство содержит индентор в виде полого стержня 1 с тупым наконечником 2, например в виде части эллипсоида, как это показано на чертеже. Внутри полого стержня размещены пьезоэлемент 3, жестко соединенный с наконечником 2 и массой 4. Пьезоэлемент электрически соединен с измерительным блоком, который состоит из предусилителя 5 с источником питания 6 и связан со средствами регистрации, например с запоминающим осциллографом 7 и блоком памяти 8. Индентор приводится в движение приводом, обеспечивающим его прямолинейное равномерное перемещение в момент контакта с исследуемым объектом (яйцом), установленным в специальном держателе (привод и держатель на чертеже не показаны, как не относящиеся к сущности предложения).
Устройство работает следующим образом. Включают привод, сообщающий индентору (стержню 1 с наконечником 2) начальную скорость V0. Индентор находится в равномерном поступательном движении в момент соприкосновения с яйцом. При торможении индентора исследуемым объектом масса 4 за счет сил инерции создает давление на пьезоэлемент 3 с усилием, пропорциональным реакции опоры. Генерируемый пьезоэлементом электрический сигнал поступает на вход предусилителя 5, питаемого источником 6, выбранным из числа известных. С выхода предусилителя сигнал поступает на вход блока памяти.
Амплитуда электрического сигнала, генерируемого пьезоэлементом, возрастает пропорционально нагружающему усилию, обусловленному сопротивлением исследуемого объекта.
Полученную осциллограмму, зафиксированную в блоке памяти, обрабатывают, используя известные математические методы, например, интегрированием уравнения, описывающего процесс торможения индентора с фиксированной массой, известной начальной скоростью соударения и временем торможения на различных участках траектории) и определяют прочностную характеристику скорлупы яйца.
В частных случаях реализации выход пьезоэлемента может быть подключен непосредственно (или через предусилитель) к вычислительному устройству - персональному компьютеру или микропроцессору с дисплеем, снабженному необходимым матобеспечением с помощью которого сигнал от пьезоэлемента преобразуется в величину прочности скорлупы яйца и выводится на экран монитора или дисплея.
В этих случаях роль измерительного блока, упомянутого в формуле изобретения, будет выполнять компьютер или микропроцессор.
Claims (1)
- Устройство для определения прочностных свойств, содержащее индентор в виде стержня с наконечником с размещенным внутри него пьезоэлементом, электрически связанным с измерительным блоком, и механизм привода индентора, отличающееся тем, что наконечник выполнен тупым, а индентор выполнен с массой, составляющей 5 - 40% от массы исследуемого образца.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98121827A RU2142617C1 (ru) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Устройство для определения прочностных свойств тонкостенных конструкций |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98121827A RU2142617C1 (ru) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Устройство для определения прочностных свойств тонкостенных конструкций |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2142617C1 true RU2142617C1 (ru) | 1999-12-10 |
Family
ID=20212956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98121827A RU2142617C1 (ru) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Устройство для определения прочностных свойств тонкостенных конструкций |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2142617C1 (ru) |
-
1998
- 1998-12-02 RU RU98121827A patent/RU2142617C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Vössing et al. | Nondestructive assessment and imaging methods for internal inspection of timber. A review. | |
Wu et al. | Correlation of accelerometer and microphone data in the" coin tap test" | |
JPH0640096B2 (ja) | 微小散乱体間隔空間分布測定方法および装置 | |
RU2002120198A (ru) | Способ и устройство для контроля или проверки тонкого материала | |
Duprat et al. | A multi-purpose firmness tester for fruits and vegetables | |
RU2142617C1 (ru) | Устройство для определения прочностных свойств тонкостенных конструкций | |
SU847946A3 (ru) | Устройство дл определени прочностныхСВОйСТВ дРЕВЕСиНы | |
US4231259A (en) | Method and apparatus for non-destructive evaluation utilizing the internal friction damping (IFD) technique | |
Dostál et al. | Visualisation of corrosion acoustic signals using quality tools | |
Williams et al. | Aliasing errors with primitive and non-primitive polynomials. | |
US4236401A (en) | Frequency response tester | |
Sessler et al. | Crack detection apparatus and method | |
Coffey | Ultrasonic measurement of crack dimensions in laboratory specimens | |
SU855483A1 (ru) | Устройство дл определени качества твердых материалов | |
GB2297849A (en) | Portable soil strength testing device | |
RU2009479C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля "спрут" | |
Barker | Data analysis methods for short rod and short bar fracture toughness tests of metallic materials | |
USH336H (en) | Non-destructive method to assess physical condition of chemical fill | |
Cook et al. | Use of a digital waveform analyzer, accelerometers, and a load cell to measure momentum and clamping forces of killing traps for furbearers | |
SU1705695A1 (ru) | Способ определени динамической характеристики тензорезисторов | |
KR20070026131A (ko) | 청과류의 부피(浮皮) 식별 장치 및 청과류의 부피 식별방법 | |
SU492817A1 (ru) | Ударный стенд дл определени динамических характеристик датчиков ускорений | |
RU2052794C1 (ru) | Способ измерения твердости | |
RU2079831C1 (ru) | Способ определения механических характеристик и устройство для его осуществления | |
SU1134906A1 (ru) | Способ определени ударных адиабат низкоплотных материалов и устройство дл его осуществлени |