RU214817U1 - Tensile test device - Google Patents

Tensile test device Download PDF

Info

Publication number
RU214817U1
RU214817U1 RU2022113256U RU2022113256U RU214817U1 RU 214817 U1 RU214817 U1 RU 214817U1 RU 2022113256 U RU2022113256 U RU 2022113256U RU 2022113256 U RU2022113256 U RU 2022113256U RU 214817 U1 RU214817 U1 RU 214817U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
beams
arm
applying
tensile load
Prior art date
Application number
RU2022113256U
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU214817U9 (en
Inventor
Станислав Николаевич Мольцев
Андрей Владимирович Кравченко
Original Assignee
Соколов Иван Юрьевич
Filing date
Publication date
Application filed by Соколов Иван Юрьевич filed Critical Соколов Иван Юрьевич
Application granted granted Critical
Publication of RU214817U1 publication Critical patent/RU214817U1/en
Publication of RU214817U9 publication Critical patent/RU214817U9/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для исследования прочностных свойств и стойкости твердых материалов и может быть использована для испытания материалов под напряжением в агрессивных средах. Устройство содержит две балки 1 и 2. Балка 1 установлена на оси 3 поворота с образованием двуплечего рычага, на одном плече а которого выполнен захват 4 для образца 5, а на втором плече б - узел приложения растягивающей нагрузки к образцу 5. Вторая балка 2 установлена на оси 3 поворота с образованием двуплечего рычага, на одном плече в которого выполнен захват 6 для образца 5, а на втором плече г - узел приложения растягивающей нагрузки к образцу 5. Балки 1 и 2 выполнены упруго деформируемыми, а узел приложения к образцу растягивающей нагрузки выполнен в виде винтового механизма - болта 7 и гайки 8. Упрощается конструкция, расширяются технические возможности за счет обеспечения проведения испытания образца в агрессивной среде, а также повышается точность создаваемого напряжения на образец за счет обеспечения возможности растяжения образца без изгиба при его испытании в агрессивной среде. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to devices for studying the strength properties and resistance of solid materials and can be used to test materials under stress in aggressive environments. The device contains two beams 1 and 2. Beam 1 is installed on the axis 3 of rotation with the formation of a two-arm lever, on one arm a of which there is a grip 4 for sample 5, and on the second arm b - a node for applying a tensile load to the sample 5. The second beam 2 is installed on the axis 3 of rotation with the formation of a two-arm lever, on one arm in which a grip 6 is made for sample 5, and on the second arm d - a node for applying a tensile load to the sample 5. Beams 1 and 2 are made elastically deformable, and the node for applying a tensile load to the sample made in the form of a screw mechanism - a bolt 7 and a nut 8. The design is simplified, technical capabilities are expanded by ensuring that the sample is tested in an aggressive environment, and the accuracy of the stress created on the sample is also increased by providing the possibility of stretching the sample without bending when it is tested in an aggressive environment . 4 w.p. f-ly, 3 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к устройствам для исследования прочностных свойств и стойкости твердых материалов путем приложения к ним механических усилий для создания контролируемого напряженного состояния и может быть использована для испытания материалов под напряжением в агрессивных средах.The utility model relates to devices for studying the strength properties and resistance of solid materials by applying mechanical forces to them to create a controlled stress state and can be used to test materials under stress in aggressive environments.

Известно устройство для испытания образцов материалов на растяжение, описанное в способе испытания образцов строительных материалов на растяжение (патент RU №2001383 С1, МПК C01N 3/08, опубл. 1993 г.), содержащее две балки, одна из которых установлена на опоре - оси поворота с образованием двуплечего рычага, на одном плече которого выполнен захват для образца, а на втором узел приложения растягивающей нагрузки к образцу в виде платформы для тарированных грузов.A device for testing samples of materials in tension is known, described in the method of testing samples of building materials in tension (patent RU No. 2001383 C1, IPC C01N 3/08, publ. 1993), containing two beams, one of which is mounted on a support - axis rotation with the formation of a two-arm lever, on one arm of which a grip for the sample is made, and on the second a node for applying a tensile load to the sample in the form of a platform for calibrated loads.

Недостатком такого устройства является неудобство в эксплуатации, что объясняется сложностью конструкции и необходимостью горизонтального позиционирования платформы для тарированных грузов, а также - ограниченные технические возможности устройства, т.к. невозможно проводить испытания образца в агрессивной среде.The disadvantage of this device is the inconvenience in operation, which is explained by the complexity of the design and the need for horizontal positioning of the platform for calibrated cargo, as well as the limited technical capabilities of the device, because it is impossible to test the sample in an aggressive environment.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является устройство для испытания образцов материалов на растяжение, описанное в способе испытания образцов строительных материалов на растяжение (патент RU №2544299 С1, МПК C01N 3/08 (2006/01), опубл. 2015 г.), содержащее две балки, одна из которых установлена на опоре - оси поворота с образованием двуплечего рычага, на одном плече которого выполнен захват для образца, а на втором узел приложения растягивающей нагрузки к образцу, состоящее из стойки, упругого элемента, второй стойки, винта и второго упругого элемента - компенсатора.Closest to the claimed and adopted as a prototype is a device for testing samples of materials in tension, described in the method of testing samples of building materials in tension (patent RU No. 2544299 C1, IPC C01N 3/08 (2006/01), publ. 2015 ), containing two beams, one of which is mounted on a support - the axis of rotation with the formation of a two-arm lever, on one arm of which a grip for the sample is made, and on the second a node for applying a tensile load to the sample, consisting of a rack, an elastic element, a second rack, a screw and the second elastic element - compensator.

Такая конструкция позволяет несколько повысить удобство эксплуатации за счет возможности проведения испытаний при любом угловом положении устройства, однако сложна его конструкция и ограничены технические возможности, т. к. невозможно проводить испытания образца в агрессивной среде из-за изменения механических характеристик или разрушения упругих элементов от воздействия агрессивной среды.This design makes it possible to slightly increase the convenience of operation due to the possibility of testing at any angular position of the device, however, its design is complicated and technical capabilities are limited, since it is impossible to test the sample in an aggressive environment due to changes in mechanical characteristics or destruction of elastic elements from impact aggressive environment.

Задачей заявляемой полезной модели и техническим результатом является упрощение конструкции, расширение технических возможностей за счет обеспечения проведения испытания образца в агрессивной среде и повышение точности создаваемого напряжения на образец за счет обеспечения возможности растяжения образца без изгиба при его испытании в агрессивной среде.The objective of the claimed utility model and the technical result is to simplify the design, expand technical capabilities by ensuring that the sample is tested in an aggressive environment and increase the accuracy of the stress created on the sample by providing the possibility of stretching the sample without bending when it is tested in an aggressive environment.

Указанный технический результат достигается усовершенствованием устройства для испытания образцов материалов на растяжение, содержащего две балки, одна из которых установлена на опоре с образованием двуплечего рычага, на одном плече которого выполнен захват для образца, а на втором - узел приложения растягивающей нагрузки к образцу.The specified technical result is achieved by improving the device for testing samples of materials in tension, containing two beams, one of which is mounted on a support with the formation of a two-arm lever, on one arm of which a grip for the sample is made, and on the second - a unit for applying a tensile load to the sample.

Это усовершенствование состоит в том, что вторая балка установлена на опоре с образованием двуплечего рычага, на одном плече которого выполнен захват для образца, при этом балки выполнены упругодеформируемыми, а узел приложения к образцу растягивающей нагрузки выполнен в виде винтового механизма.This improvement consists in the fact that the second beam is mounted on a support with the formation of a two-arm lever, on one arm of which a grip for the sample is made, while the beams are made elastically deformable, and the unit for applying the tensile load to the sample is made in the form of a screw mechanism.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет упростить конструкцию за счет исключения использования упругих элементов для приложения растягивающей нагрузки, расширить технические возможности за счет обеспечения проведения испытания образца в агрессивной среде и повысить точность испытания в агрессивной среде за счет обеспечения возможности растяжения образца без изгиба и замера расстояния между контрольными плоскостями растягиваемых образцов (например, торцами).Such a design of the device makes it possible to simplify the design by eliminating the use of elastic elements for applying a tensile load, expand the technical capabilities by ensuring that the sample is tested in an aggressive environment, and improve the accuracy of testing in an aggressive environment by providing the possibility of stretching the sample without bending and measuring the distance between the control planes of tensile specimens (for example, ends).

Кроме того, суммарная величина упругой деформации балок в направлении оси образца превышает заданную величину удлинения испытуемого образца при растяжении, что обеспечивает в случае его удлинения и/или растрескивания сохранение нагрузки, постоянный контакт захватов с торцами образца и исключает изгиб образца при приложении нагрузки.In addition, the total value of the elastic deformation of the beams in the direction of the sample axis exceeds the specified value of the elongation of the test sample in tension, which ensures that, in the event of its elongation and/or cracking, the load is maintained, the grips are in constant contact with the ends of the sample, and the sample is not bent when the load is applied.

Кроме того, опора может быть выполнена в виде оси поворота балок - вариант простой конструкции, обеспечивающей надежное приложение растягивающей нагрузки к образцу.In addition, the support can be made in the form of an axis of rotation of the beams - a variant of a simple design that ensures reliable application of a tensile load to the sample.

Кроме того, обе балки могут быть установлены на одной общей оси поворота, что повышает точность испытания за счет одинаковой деформации балок и одинакового приложения растягивающей нагрузки к обоим торцам образца.In addition, both beams can be installed on the same common axis of rotation, which increases the accuracy of the test due to the same deformation of the beams and the same application of tensile load to both ends of the sample.

Кроме того, опора балок может быть выполнена в виде винтовой пары - вариант простой конструкции, обеспечивающей надежное приложение растягивающей нагрузки к образцу и упругой деформации балок.In addition, the support of the beams can be made in the form of a screw pair - a variant of a simple design that ensures reliable application of a tensile load to the sample and elastic deformation of the beams.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, на которомThe claimed utility model is illustrated by a drawing, on which

на фиг. 1 изображено заявляемое устройство с опорой в виде оси поворота балок; in fig. 1 shows the claimed device with a support in the form of an axis of rotation of the beams;

на фиг. 2 - устройство в положении приложения нагрузки к образцу (пунктирной линией условно показано положение балок при упругой деформации); in fig. 2 - device in the position of applying the load to the sample (the dotted line conditionally shows the position of the beams under elastic deformation);

на фиг. 3 - заявляемое устройство с опорой в виде винтовой пары.in fig. 3 - the claimed device with a support in the form of a screw pair.

Устройство для испытания образца материала на растяжение содержит две балки 1 и 2. Балка 1 установлена на оси 3 поворота с образованием двуплечего рычага, на одном плече а которого выполнен захват 4 для образца 5, а на втором плече б - узел приложения растягивающей нагрузки к образцу 5. Вторая балка 2 установлена на оси 3 поворота с образованием двуплечего рычага, на одном плече в которого выполнен захват 6 для образца 5, а на втором плече г - узел приложения растягивающей нагрузки к образцу 5. Балки 1 и 2 выполнены упругодеформируемыми из резистентной в модельной среде стали (например, специальным образом закаленная и высоко отпущенная коррозионно-стойкая сталь 30X13 с твердостью не более 22HRC), а узел приложения к образцу растягивающей нагрузки выполнен в виде винтового механизма - болта 7 и гайки 8. В приведенном варианте суммарная величина n упругой деформации балок 1 и 2 в направлении оси образца (относительного перемещения захватов 4 и 6 образца 5 при упругой деформации балок 1 и 2) превышает заданную величину удлинения k испытуемого образца 5 при растяжении. Обе балки 1 и 2 установлены на одной общей оси 3 поворота. В приведенном на фиг. 3 варианте опора балок выполнена в виде винтовой пары с винтом 9 и гайкой 10.The device for testing a sample of material in tension contains two beams 1 and 2. Beam 1 is installed on the axis 3 of rotation with the formation of a two-arm lever, on one arm a of which a grip 4 for sample 5 is made, and on the second arm b - a unit for applying a tensile load to the sample 5. The second beam 2 is installed on the axis 3 of rotation with the formation of a two-arm lever, on one arm in which a grip 6 is made for the sample 5, and on the second arm d there is a node for applying a tensile load to the sample 5. Beams 1 and 2 are made elastically deformable from resistant to steel model medium (for example, specially hardened and highly tempered 30X13 corrosion-resistant steel with a hardness of not more than 22HRC), and the unit for applying the tensile load to the sample is made in the form of a screw mechanism - bolt 7 and nut 8. In the above embodiment, the total value of n elastic deformation of beams 1 and 2 in the direction of the sample axis (relative displacement of grips 4 and 6 of sample 5 during elastic deformation of beams 1 and 2) exceeds the predetermined elongation k of the test piece 5 in tension. Both beams 1 and 2 are installed on the same common axis 3 of rotation. In FIG. 3, the support of the beams is made in the form of a screw pair with a screw 9 and a nut 10.

Заявляемое устройство используют следующим образом.The claimed device is used as follows.

Изготавливают группу испытательных образцов 5 из одного материала, одной ориентации выборки, одинакового состояния и обработки. На нескольких образцах определяют механические свойства (пределы прочности, текучести, условный предел текучести) и данные напряжение-растяжение. При необходимости задания растягивающих напряжений в виде доли от условного предела текучести допустимо не проводить дополнительных испытаний для определения механических свойств и данных напряжение-растяжение. Образец 5 с известными механическими свойствами и данными напряжение-растяжение устанавливают в захватах 4 и 6. По известным данным напряжение-растяжение выполняют пересчет относительного и абсолютного растяжения, а для наведения напряжения долей от условного предела текучести удлинение определяется этой же долей от базы расчета (например, е=0.2%, а напряжение -80% от условного предела текучести, тогда относительное удлинение рабочей части образца для наведения этого напряжения 0,2⋅80/100=0,16%), на испытываемый образец, учитывая его реальные размеры, в т. ч. длину рабочих частей, и контролируют длину (расстояние между торцами) или величину k - растяжения образца 5. вращая гайку 8 относительно болта 7, к образцу 5 прикладывают растягивающую нагрузку, растягивая образец 5 на заранее рассчитанное абсолютное и/или относительное удлинение. При этом за счет упругой деформации балок 1 и 2 обеспечивается растяжение образца 5 без изгиба, что необходимо для повышения точности испытаний. За счет того, что величина деформации балок 1 и 2 превышает заданную величину удлинения k испытуемого образца 5 длиной L0 в направлении оси образца, при растяжении обеспечивается постоянный контакт захватов 4 и 6 с торцами образца 5 и исключается изгиб образца 5 при приложении нагрузки. Упругодеформированные балки обеспечивают сохранение растягивающих напряжений даже при удлинении образца при его возможном растрескивании. Статически растянутый образец 5, установленный в заявляемом устройстве, помещают в агрессивную среду для проведения испытаний (например, для определения времени до растрескивания под напряжением при воздействии агрессивной среды). После окончания испытаний устройство с растянутым образцом 5 извлекают из агрессивной среды, ослабляют гайку 8, перемещая по болту 7, и извлекают образец 5. В случае отсутствия критических повреждений в виде трещин образца в течение срока испытания (например, 720 часов) делается вывод о стойкости материала в модельной среде, например, к сульфидному коррозионному растрескиванию под напряжением. В варианте конструкции (фиг. 3) необходимую упругую деформацию балок при приложении к образу растягивающей нагрузки задают перемещением гайки 10 по винту 9.Make a group of test pieces 5 from the same material, the same sample orientation, the same condition and processing. On several samples, mechanical properties (tensile strength, yield strength, conditional yield strength) and stress-tensile data are determined. If it is necessary to specify tensile stresses as a fraction of the conditional yield strength, it is permissible not to conduct additional tests to determine the mechanical properties and stress-tensile data. Sample 5 with known mechanical properties and stress-tension data is set in grips 4 and 6. According to the known stress-tension data, the relative and absolute stretching is recalculated, and to induce stress in fractions of the conditional yield strength, the elongation is determined by the same fraction from the calculation base (for example , e = 0.2%, and the stress is -80% of the conditional yield strength, then the relative elongation of the working part of the sample for inducing this stress is 0.2⋅80/100=0.16%), on the test sample, taking into account its real dimensions, in including the length of the working parts, and control the length (distance between the ends) or the value k - stretching of the sample 5. By rotating the nut 8 relative to the bolt 7, a tensile load is applied to the sample 5, stretching the sample 5 by a pre-calculated absolute and / or relative elongation . In this case, due to the elastic deformation of the beams 1 and 2, the sample 5 is stretched without bending, which is necessary to improve the accuracy of the tests. Due to the fact that the value of the deformation of the beams 1 and 2 exceeds the specified value of the elongation k of the test sample 5 of length L 0 in the direction of the axis of the sample, during tension, the grips 4 and 6 are constantly in contact with the ends of the sample 5 and bending of the sample 5 is excluded when the load is applied. Elastically deformed beams ensure the preservation of tensile stresses even when the sample is elongated with its possible cracking. A statically stretched sample 5, installed in the claimed device, is placed in an aggressive environment for testing (for example, to determine the time to stress cracking when exposed to an aggressive environment). After the end of the tests, the device with the stretched sample 5 is removed from the aggressive environment, the nut 8 is loosened by moving it along the bolt 7, and the sample 5 is removed. material in a simulated environment, such as sulfide stress corrosion cracking. In the design variant (Fig. 3), the necessary elastic deformation of the beams when a tensile load is applied to the image is set by moving the nut 10 along the screw 9.

Таким образом, использование заявляемой упрощенной конструкции расширяет технические возможности за счет обеспечения проведения испытания образца в агрессивной среде, в том числе при повышенных давлениях и температурах, и повышает точность испытания за счет обеспечения возможности растяжения образца без изгиба при его испытании в агрессивной среде.Thus, the use of the proposed simplified design expands the technical capabilities by ensuring that the sample is tested in an aggressive environment, including at elevated pressures and temperatures, and improves the accuracy of testing by providing the possibility of stretching the sample without bending when it is tested in an aggressive environment.

Claims (5)

1. Устройство для испытания образца материала на растяжение, содержащее две балки, одна из которых установлена на опоре с образованием двуплечего рычага, на одном плече которого выполнен захват для образца, а на втором - узел приложения растягивающей нагрузки к образцу, отличающееся тем, что вторая балка установлена на опоре с образованием двуплечего рычага, на одном плече которого выполнен захват для образца, при этом балки выполнены упругодеформируемыми, а узел приложения к образцу растягивающей нагрузки выполнен в виде винтового механизма.1. A device for testing a material sample for tension, containing two beams, one of which is mounted on a support to form a two-arm lever, on one arm of which a grip for the sample is made, and on the second - a node for applying a tensile load to the sample, characterized in that the second the beam is mounted on a support to form a two-arm lever, on one arm of which a grip for the sample is made, while the beams are made elastically deformable, and the node for applying the tensile load to the sample is made in the form of a screw mechanism. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что суммарная величина упругой деформации балок в направлении оси образца превышает заданную величину удлинения испытуемого образца при растяжении.2. The device according to claim. 1, characterized in that the total value of the elastic deformation of the beams in the direction of the axis of the sample exceeds the specified value of elongation of the test sample in tension. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опора выполнена в виде оси поворота балок.3. The device according to claim. 1, characterized in that the support is made in the form of an axis of rotation of the beams. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что обе балки установлены на одной общей оси поворота.4. The device according to claim 3, characterized in that both beams are mounted on the same common axis of rotation. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опора балок выполнена в виде винтовой пары.5. The device according to claim 1, characterized in that the support of the beams is made in the form of a screw pair.
RU2022113256U 2022-05-17 Tensile test device RU214817U9 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU214817U1 true RU214817U1 (en) 2022-11-15
RU214817U9 RU214817U9 (en) 2022-12-16

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1559265A1 (en) * 1987-12-15 1990-04-23 Предприятие П/Я Р-6542 Device for tensile test of materials
RU2001383C1 (en) * 1992-09-21 1993-10-15 Иосиф Генрихович Ладыженский Tensile test method for building materials
RU2544299C2 (en) * 2013-07-23 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) Method of tension test for construction material samples
CN109540671A (en) * 2018-12-05 2019-03-29 东华大学 A kind of the lever device for measuring force and purposes of bundle fiber tension and compression
CN111579379A (en) * 2020-05-08 2020-08-25 中国科学院金属研究所 Sheet sample stress corrosion loading device and using method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1559265A1 (en) * 1987-12-15 1990-04-23 Предприятие П/Я Р-6542 Device for tensile test of materials
RU2001383C1 (en) * 1992-09-21 1993-10-15 Иосиф Генрихович Ладыженский Tensile test method for building materials
RU2544299C2 (en) * 2013-07-23 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) Method of tension test for construction material samples
CN109540671A (en) * 2018-12-05 2019-03-29 东华大学 A kind of the lever device for measuring force and purposes of bundle fiber tension and compression
CN111579379A (en) * 2020-05-08 2020-08-25 中国科学院金属研究所 Sheet sample stress corrosion loading device and using method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008533482A (en) Method for detecting a break inside a structure and system for implementing the method
RU214817U1 (en) Tensile test device
RU214817U9 (en) Tensile test device
Diógenes et al. Determination of modulus of elasticity of concrete from the acoustic response
RU2451281C1 (en) Method for determining mechanical characteristics of rods from polymer composite materials, and device for its implementation (versions)
RU2599069C1 (en) Method of determining endurance limit of material at tension-compression
Demiyanushko et al. Computational simulation and experimental study of cable for cable barriers
RU2373515C1 (en) Facility for evaluating hardness of material by method of scratching
Castellanos-Toro et al. Evaluation of experimental techniques for performance estimation of post-tensioned concrete beams
RU2357223C1 (en) Method of testing elastic bars for life time and device for this method carrying out
Harenberg et al. Micromechanical behavior of UHPC under cyclic bending‐tensile loading in consideration of the influence of the concrete edge zone
RU2700337C1 (en) Device for investigation of corrosion cracking of specimens of materials at compression with torsion in corrosive media
RU2678780C1 (en) Method for determining fire resistance of reinforced concrete column of round section
RU2818505C1 (en) Method for assessing the crack resistance of metals
RU2372593C2 (en) Method for measurement of armature tension
SU325539A1 (en) DEVICE FOR DETERMINATION OF STRENGTH OF THE IMAGE OF BUILDING MATERIALS "uitHlHO-TEXHSHETSG"
D Ambrosia et al. Measurement and modeling of concrete tensile creep and shrinkage at early age
Park et al. Tensile and high cycle fatigue tests of NiCo thin films
Oldroyd Tension-compression stress-strain curves from bending tests
RU2745947C1 (en) Method for determining bending rigidity of polymeric composite materials under different temperature conditions
RU145160U1 (en) ACCELERATING COMPARTMENT STAND FOR IMPACT TEST
RU2018108702A (en) METHOD FOR DETERMINING MATERIAL ENDURANCE LIMIT DURING BENDING
RU80572U1 (en) INSTALLATION FOR LONG DURABILITY TESTING OF ONE-DIRECTIONAL POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS
RU155685U1 (en) STAND FOR TESTING DYNAMICALLY DYNAMIC Torsion of STATICALLY COMPRESSED REINFORCED CONCRETE ELEMENTS
RU2688611C1 (en) Flat samples bending testing method