RU2308016C2 - Устройство для определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах - Google Patents
Устройство для определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308016C2 RU2308016C2 RU2005121829/28A RU2005121829A RU2308016C2 RU 2308016 C2 RU2308016 C2 RU 2308016C2 RU 2005121829/28 A RU2005121829/28 A RU 2005121829/28A RU 2005121829 A RU2005121829 A RU 2005121829A RU 2308016 C2 RU2308016 C2 RU 2308016C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- measuring
- temperature
- loading mechanism
- displacement meter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике. Устройство включает нагружающий механизм, измеритель перемещений, систему регулирования температуры, устройства для измерения и регистрации температуры. Нагружающий механизм выполнен в виде нагрузочного стержня, воздействующего на середину образца конструкционного материала и измеряющего прогиб образца по перемещению нагрузочного стержня относительно фиксатора. Измеритель перемещений снабжен механическим индикатором часового типа и выполнен в виде измерителя прогиба продольной оси образца, закрепленного на двух базовых призматических опорах посредством фиксатора. Технический результат: повышение точности испытаний при повышенных температурах и снижение трудоемкости и затрат на оборудование. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к устройствам для определения упругих характеристик конструкционных материалов при повышенных температурах.
Известно устройство для определения модуля упругости материалов в условиях динамического перепада температур (см. А.с. 1260721, МПК G01N 3/20), содержащее захват для крепления одного конца образца испытуемого материала, силовозбудитель, предназначенный для взаимодействия со свободным концом образца, средство нагрева и охлаждения образца и систему измерения параметров материала.
Недостатками указанного устройства являются неравномерный нагрев образца теплопроводным элементом и наличие электрозависимых компонентов в виде потенциометрических преобразователей системы измерения, что вносит существенные погрешности в измерения.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для определения модуля упругости металлических материалов при криогенных и повышенных температурах (см. А.с. 2169355, МПК G01N 3/20, 3/18), принятое за прототип, содержащее нагружающий механизм, измеритель перемещений, систему регулирования температуры и устройства для измерения и регистрации температуры образца. Нагружающий механизм устройства снабжен двумя разными по величине грузами и гидравлическим блоком их опускания и поднятия. Система регулирования температуры снабжена кварцевыми инфракрасным нагревателями, управляемыми регулятором электрического напряжения, и криогенной панелью с устройством управления охлаждением образца. Измеритель перемещений, выполненный в виде измерителя прогиба продольной оси образца, базовыми опорами и измерительным штоком, шарнирно крепится к образцу. Электрический преобразователь измерителя перемещений своим выходом соединен с входом измерительной аппаратуры. Для измерения поля температур образца на его поверхности установлены термопары.
Недостатками этого устройства являются наличие электрозависимых тензорезисторных датчиков преобразователя измерителя перемещений, вносящих неточности в измерения, необходимость наличия дорогостоящего оборудования, сложность конструкции и сложность способа измерения.
Задачей изобретения является повышение точности определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах, повышение верхней границы температурного диапазона испытаний до 900...1000°С и снижение трудоемкости процесса и затрат на испытательное оборудование.
Техническая задача достигается в устройстве для определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах, содержащем нагружающий механизм, измеритель перемещений, систему регулирования температуры, устройства для измерения и регистрации температуры, где согласно изобретению нагружающий механизм выполнен в виде нагрузочного стержня, воздействующего на середину образца, закрепленного на двух базовых призматических опорах посредством фиксатора и измеряющего прогиб образца по перемещению нагрузочного стержня относительно фиксатора, а измеритель перемещений снабжен механическим индикатором часового типа и выполнен в виде измерителя прогиба продольной оси образца.
Оригинальность изобретения заключается в том, что в отличие от прототипа в предлагаемой конструкции измеритель перемещений снабжен механическим индикатором часового типа, позволяющим повысить точность за счет исключения влияния электрозависимых компонентов, нагружающий механизм выполнен в виде нагрузочного стержня, воздействующего на середину образца, установленного на двух базовых призматических опорах, прогиб продольной оси образца измеряется по перемещению нагрузочного стержня относительно неподвижного фиксатора, а система регулирования температуры обеспечивает измерения в диапазоне 50...1000°С.
Изобретение поясняется чертежом, где показана схема устройства.
Устройство для определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах содержит нагружающий механизм 1, измеритель перемещений 2, систему регулирования температуры 3, устройства для измерения и регистрации температуры 4. Нагружающий механизм снабжен грузом (не показан), создающим необходимое усилие воздействия на образец 5. Измеритель перемещений 2 выполнен в виде измерителя прогиба продольной оси образца 5 и снабжен двумя базовыми призматическими опорами 6 и фиксатором 7 для предварительного закрепления образца. Усилие от нагружающего механизма 1 исследуемому образцу передается нагрузочным стержнем 8. Система регулирования температуры 3 снабжена муфельной печью 9. Для измерения температурного поля образца на его поверхности установлены термопары 10. Термопары соединены с устройством для измерения и регистрации температуры 4, выполненным в виде самопишущего прибора КСП-4. Измеритель перемещений 2 снабжен механическим индикатором часового типа 11.
Работа устройства осуществляется следующим образом. На призматические опоры 6 измерителя перемещений 2 устанавливают исследуемый образец 5, выполненный в виде двухопорной балки прямоугольного сечения, и закрепляют фиксатором предварительного закрепления 7, установленным в отверстии крышки муфельной печи 9. Фиксатор 7 жестко закрепляют и внутри него устанавливают нагрузочный стержень 8. Грузами нагружающего механизма 1 создают необходимое усилие, передаваемое нагрузочным стержнем 8 на образец 5. Индикатором часового типа 11, шарнирно связанным с нагрузочным стержнем 8, измеряют максимальный прогиб продольной оси образца при нормальной температуре по перемещению нагрузочного стержня 8 относительно неподвижного фиксатора 7. Системой регулирования температуры 3 ступенчато повышают до заданной температуру в нагревательной камере муфельной печи 9 с выдержкой до установления равномерного температурного поля по всему объему образца. Индикатором часового типа 11 измеряют соответствующие прогибы образца при данных температурах. Измерение температуры образца производится термопарами 10, а регистрация - самопишущим прибором КСП-4.
Таким образом, получают зависимость прогибов образца от температуры и затем расчетным путем определяют соответствующие модули упругости материала образца при данных температурах.
Известно, что максимальный прогиб симметричной балки на двух призматических опорах в точке приложения сосредоточенной силы равен:
где Y - максимальный прогиб, м;
Р - величина сосредоточенной силы, Н;
l - длина балки, м;
Е - модуль упругости материала образца, Па;
J - момент инерции сечения балки, м4, равный для прямоугольного сечения:
Тогда, с учетом (1) и (2), формула для определения модуля упругости имеет вид:
Технический результат от реализации настоящего изобретения выразится в повышении точности определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах, возможности проведения испытаний в диапазоне температур 50...1000°С при минимальных трудоемкости процесса и затратах на испытательное оборудование. Снижение затрат на испытательное оборудование достигается за счет использования в конструкции широко применяемых универсальных приборов и устройств (самопишущий прибор КСП-4, муфельная печь, индикатор часового типа), обеспечивающих высокую точность в требуемом диапазоне измерений.
Claims (1)
- Устройство для определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах, содержащее нагружающий механизм, измеритель перемещений, систему регулирования температуры, устройства для измерения и регистрации температуры, отличающееся тем, что нагружающий механизм выполнен в виде нагрузочного стержня, воздействующего на середину образца конструкционного материала и измеряющего прогиб образца по перемещению нагрузочного стержня относительно фиксатора, а измеритель перемещений снабжен механическим индикатором часового типа и выполнен в виде измерителя прогиба продольной оси образца, закрепленного на двух базовых призматических опорах посредством фиксатора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005121829/28A RU2308016C2 (ru) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Устройство для определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005121829/28A RU2308016C2 (ru) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Устройство для определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005121829A RU2005121829A (ru) | 2007-01-20 |
| RU2308016C2 true RU2308016C2 (ru) | 2007-10-10 |
Family
ID=37774471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005121829/28A RU2308016C2 (ru) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Устройство для определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2308016C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538414C2 (ru) * | 2013-05-07 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Устройство для определения модуля упругости конструкционных материалов |
-
2005
- 2005-07-11 RU RU2005121829/28A patent/RU2308016C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538414C2 (ru) * | 2013-05-07 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Устройство для определения модуля упругости конструкционных материалов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005121829A (ru) | 2007-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10139327B2 (en) | Indentation device, instrumented measurement system, and a method for determining the mechanical properties of materials by the indentation method | |
| CN104913981A (zh) | 高温原位拉伸-疲劳测试系统及其测试方法 | |
| JP3182252U (ja) | 力学特性計測試験装置 | |
| JP6142074B2 (ja) | 疲労試験装置 | |
| JP2002202244A (ja) | 微細摩擦摩滅実験装置 | |
| Tariq et al. | Li material testing-fermilab antiproton source lithium collection lens | |
| EP2027449A1 (en) | Method and apparatus for shear strain testing of strain sensors | |
| Wu et al. | A bi-material microcantilever temperature sensor based on optical readout | |
| Peng et al. | A cost-effective voice coil motor-based portable micro-indentation device for in situ testing | |
| CN113587839B (zh) | 一种变温式应变传感器校准装置与方法 | |
| CN111735714A (zh) | 一种基于光纤的高温全应力-应变曲线测试方法及装置 | |
| RU2308016C2 (ru) | Устройство для определения модуля упругости конструкционных материалов при повышенных температурах | |
| Saha et al. | A temperature compensated non-contact pressure transducer using Hall sensor and Bourdon tube | |
| RU101192U1 (ru) | Устройство для измерения кинематической вязкости расплавов | |
| Wang et al. | Research and calibration experiment of characteristic parameters of high temperature resistance strain gauges | |
| CN111578977B (zh) | 光纤光栅传感器多功能测试装置及方法 | |
| Hamdy et al. | A new high-temperature fretting wear test rig | |
| CN112945752A (zh) | 金属高温蠕变性能测试的设备及利用该设备的测试方法 | |
| Al Ali et al. | Application of bistable glass-coated microwire for monitoring and measuring the deformations of metal structural members | |
| RU2184357C1 (ru) | Устройство для испытания образцов | |
| Ferrero et al. | Calibration systems for strain gauges to be used at cryogenic temperatures | |
| RU2194264C1 (ru) | Машина испытательная разрывная | |
| RU2328716C1 (ru) | Способ дозированного нагружения поверхностных слоев образцов материалов на растяжение и сжатие и портативное переносное устройство для его реализации | |
| Kumykov et al. | Measuring the Temperature Coefficient of the Surface Tension of Metals in the Solid State | |
| RU108842U1 (ru) | Устройство для исследования микромеханических характеристик твердых тел индентированием |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070712 |