RU2328716C1 - Способ дозированного нагружения поверхностных слоев образцов материалов на растяжение и сжатие и портативное переносное устройство для его реализации - Google Patents
Способ дозированного нагружения поверхностных слоев образцов материалов на растяжение и сжатие и портативное переносное устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2328716C1 RU2328716C1 RU2007113030/28A RU2007113030A RU2328716C1 RU 2328716 C1 RU2328716 C1 RU 2328716C1 RU 2007113030/28 A RU2007113030/28 A RU 2007113030/28A RU 2007113030 A RU2007113030 A RU 2007113030A RU 2328716 C1 RU2328716 C1 RU 2328716C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- loading
- axis
- free end
- adapter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области исследований свойств приповерхностных слоев материалов, находящихся под напряжением растяжения и сжатия. Оно обеспечивает доступ датчиков и измерительных устройств к поверхностям нагруженных образцов материалов для контроля физико-химических и механических свойств. Указанное достигается тем, что плоский образец исследуемого материала консольно жестко крепят в нагружающем устройстве. На образец соосно с осью нагрузки устройства устанавливают переходник с окном. Собранное таким образом устройство устанавливают на нижнюю тарель машины измерения пружин. Поднимая тарель, изгибают свободный конец образца вертикальной нагрузкой, величину которой фиксируют по циферблату машины испытания пружин. Затем, перемещая гайку через окно переходника по оси нагружения установки до упора в образец, фиксируют его нагруженное состояние, после чего разгружают машину испытания пружин, удаляют с образца переходник и снимают нагружающее устройство с образцом, нагруженным на заданную величину. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области исследования поверхностного слоя материалов и преимущественно может быть использовано при исследованиях физико-химических и механических свойств тонких приповерхностных слоев материалов, находящихся под напряжением растяжения и сжатия, а также изменений свойств материалов под нагрузкой по глубине контроля.
Известные средства нагружения материалов на растяжение и сжатие [1] громоздки и предназначены для измерений в процессе нагружения только механических характеристик металлов, сплавов и других материалов. При этом доступ к образцам материалов весьма ограничен и исключает применение каких-либо датчиков и измерительных устройств для исследований физико-химических и механических свойств поверхностных и глубинных слоев материалов, тем более в вакууме.
Целью изобретения является предложить способ и портативное переносное устройство дозированного нагружения образцов материалов на растяжение и сжатие с обеспечением при этом доступа к их нагруженной поверхности для датчиков различных измерительных устройств при исследованиях физико-химических и механических свойств тонких приповерхностных и глубинных слоев материалов в том числе в вакууме при контролируемом изменении напряженного состояния.
Данная цель достигается тем, что плоский образец из исследуемого материала консольно крепят в нагружающем устройстве, которое устанавливают в нагружающую машину, перемещают на заданную величину свободный конец образца вверх или вниз, измеряя при этом величину вертикальной нагрузки, создают на защемленном конце образца равномерно переменные напряжения сжатия или растяжения соответственно, а на нагружающем устройстве фиксируют величину перемещения свободного конца образца, после чего его совместно с нагруженным образцом демонтируют с нагружающей машины и переносят к месту исследований.
На фигуре 1 представлено нагружающее устройство для осуществления способа, где: 1 - корпус; 2 - ось нагрузки и фиксации свободного конца образца; 3 - направляющая ось (для коротких и жестких образцов может отсутствовать); 4 - штанга жесткая крепления образца; 5 - исследуемый образец; 6 - съемный переходник с окном; 7 - фиксирующая гайка (при изгибе вверх располагают под образцом). А - участок исследований под наибольшими напряжениями. L - плечо изгибающего момента от силы Р до места контроля.
На фигуре 2 представлена нагружающая машина с образцом, установленным перед нагружением вниз. В качестве нагружающей машины используется машина испытания пружин [2], где: 10 - нагружающее устройство, 5 - образец; 6 - съемный переходник с окном; 7 - фиксирующая гайка; 8 - нижняя тарель; 9 - верхняя тарель.
На фигуре 3 изображена нагружающая машина с образцом, изогнутым вниз силой Р=9 кгс, где: 10 - нагружающее устройство; 11 - циферблат считывания величины изгибающей силы Р; 12 - крюк верхней тарели, которую разворачивают на 180° при изгибах образца вверх.
Последовательность работы по предлагаемому способу. Образец исследуемого материала (фигура 1) фиксируется на жесткой штанге 4 нагружающего устройства. На образец 5 соосно с осью нагружения 2 устанавливают переходник 6 с окнами для подхода ключом к фиксирующей гайке 7. Собранное таким образом нагружающее устройство устанавливают на нижнюю тарель 8 (фигура 2) нагружающей машины, поднимают тарель 8 до соприкосновения переходника 6 с верхней тарелью 9, что фиксируют на циферблате по покачиванию стрелки около нуля. Затем, перемещая тарель 8 вверх, нагружают конец образца изгибающей силой Рi, величину которой дозируют по показаниям стрелки на циферблате. Нагруженное состояние образца фиксируют поджатием гайки 7 (фигура 1) к образцу 5, при этом наблюдают, чтобы стрелка на циферблате не нарушила ранее заданного положения, после чего опускают нижнюю тарель 8 (фигура 2), удаляют с образца съемный переходник 6 (фигура 1), убирают с нагружающей машины нагружающее устройство (фигура 2) с нагруженным до заданной величины образцом и переносят его к месту исследований. Напряжения в поверхностном слое образца (в приведенном случае растяжения) рассчитываются по формуле: , где Мi - изгибающий момент на расстоянии Li от оси приложения силы Рi до точки измерений исследуемых параметров, Мi=Рi·Li, b и h - ширина и толщина образца прямоугольного сечения соответственно. Напряжения по сечению образца в точке, удаленной на расстояние Li от места приложения силы Рi, рассчитывают по формуле: , где ордината уi - расстояние от оси образца до исследуемого сечения, - момент инерции прямоугольного образца.
Полезность способа и устройства были реализованы при измерениях изменений работы выхода электрона с поверхности образцов из различных сплавов в зависимости от их напряженного состояния, изменяемого при одноразовом нагружении (Рi=const) за счет изменений расстояний от точки приложения силы Рi(Li=var). При этом была исследована степень активации адсорбционных свойств металлов в зависимости от их напряженного состояния и давления различных газовых сред [3]. Кроме того, в выбранных точках Li при одноразовом нагружении (Рi=const) измерялось послойное электросопротивление Rn по глубине образца (уi) с использованием скин-эффекта (путем изменения частоты тест-сигнала) [3], что позволило построить зависимости по глубине образцов из различных сплавов, значительно сэкономив на трудовых и материальных затратах [4].
Источники информации
1. Средства испытаний на растяжение и сжатие. // В кн. Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн. / Под ред. В.В.Клюева. Кн. 1-М.: Машиностроение, 1982, с.30-136.
2. Испытания пружин. // В кн. Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн. / Под ред. В.В.Клюева. Кн. 1-М.: Машиностроение, 1982, с.122-130.
3. Кочаров Э.А. Экспресс-неразрушающий контроль интенсивности поверхностного пластического деформирования металлов измерением работы выхода электронов. / "Технология машиностроения", №6, 2002, с.44-50/.
4. Кочаров Э.А., Тараканов Ю.В. Способ электрического неразрушающего контроля материалов и устройства для его реализации. Патент РФ №2256906, приоритет 17.12.2002 г., опубл. 20.07.2005 г., Бюл. №20.
Claims (2)
1. Способ дозированного нагружения поверхностных слоев образцов материалов на растяжение и сжатие, включающий консольное закрепление плоского образца и изгиб его свободного конца вверх или вниз, отличающийся тем, что образец закрепляют консольно в переносном портативном нагружающем устройстве, которое устанавливают на нижнюю тарель машины испытания пружин и изгибают свободный конец образца, перемещая тарели и наблюдая на циферблате машины испытания пружин величину нагрузки, фиксируют конец образца в изогнутом состоянии, снимают нагрузку на машине испытания пружин, после чего нагружающее устройство совместно с нагруженным образцом удаляют с машины испытания пружин.
2. Нагружающее устройство, содержащее корпус, жесткую штангу, на которой консольно крепится исследуемый образец, средства нагружения образца, циферблат, по которому фиксируют нагрузку, прикладываемую к образцу, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно введены ось нагружения и съемный переходник, при этом ось нагружения установлена в корпусе устройства у свободного конца образца так, что она проходит через отверстие в образце, в съемном переходнике выполнено окно и он также установлен на свободном конце образца соосно с осью нагружения, причем ось нагружения снабжена гайкой фиксации исследуемого образца в изогнутом состоянии через окно в съемном переходнике.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007113030/28A RU2328716C1 (ru) | 2007-04-09 | 2007-04-09 | Способ дозированного нагружения поверхностных слоев образцов материалов на растяжение и сжатие и портативное переносное устройство для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007113030/28A RU2328716C1 (ru) | 2007-04-09 | 2007-04-09 | Способ дозированного нагружения поверхностных слоев образцов материалов на растяжение и сжатие и портативное переносное устройство для его реализации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2328716C1 true RU2328716C1 (ru) | 2008-07-10 |
Family
ID=39680814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007113030/28A RU2328716C1 (ru) | 2007-04-09 | 2007-04-09 | Способ дозированного нагружения поверхностных слоев образцов материалов на растяжение и сжатие и портативное переносное устройство для его реализации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2328716C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112668178A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-16 | 浙江凌迪数字科技有限公司 | 一种真实感服装仿真中的织物物理属性测量方法 |
-
2007
- 2007-04-09 RU RU2007113030/28A patent/RU2328716C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112668178A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-16 | 浙江凌迪数字科技有限公司 | 一种真实感服装仿真中的织物物理属性测量方法 |
CN112668178B (zh) * | 2020-12-25 | 2023-12-08 | 浙江凌迪数字科技有限公司 | 一种真实感服装仿真中的织物物理属性测量方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Phani et al. | A direct comparison of high temperature nanoindentation creep and uniaxial creep measurements for commercial purity aluminum | |
Srikar et al. | A critical review of microscale mechanical testing methods used in the design of microelectromechanical systems | |
US20130047741A1 (en) | Method and Apparatus for Direct-Acting Wide Frequency Range Dynamic Mechanical Analysis of Materials | |
RU2611078C1 (ru) | Способ определения остаточного напряжения с применением инструментального индентирования, носитель информации с соответствующей компьютерной программой и устройство для инструментального индентирования, предназначенное для реализации инструментального индентирования с использованием носителя информации | |
Sudharshan Phani et al. | On the measurement of power law creep parameters from instrumented indentation | |
EP3076153B1 (en) | Method for calculating an indenter area function and quantifying a deviation from the ideal shape of an indenter | |
CN102692378B (zh) | 一种金属有机涂层环境试验中样品预应变的方法 | |
CN102095637A (zh) | 一种评价圆环或圆管状脆性材料弹性模量和强度的方法 | |
US20070295091A1 (en) | Measurement of properties of thin specimens based on experimentallly acquired force-displacement data | |
CN106483021B (zh) | 与纳米压痕仪联用的非晶合金薄带拉伸装置及其使用方法 | |
CN107064198A (zh) | 量程可调式原位微纳米压痕/划痕测试装置及方法 | |
CN108204922A (zh) | 一种基于应变测量技术确定三点弯曲标准试样裂纹长度的方法 | |
Peng et al. | A cost-effective voice coil motor-based portable micro-indentation device for in situ testing | |
Ma et al. | A novel tensile device for in situ scanning electron microscope mechanical testing | |
Read | Piezo-actuated microtensile test apparatus | |
RU2328716C1 (ru) | Способ дозированного нагружения поверхностных слоев образцов материалов на растяжение и сжатие и портативное переносное устройство для его реализации | |
CN214041002U (zh) | 一种可观测型微纳米力学测试装置 | |
Gaspar et al. | Wafer-scale microtensile testing of thin films | |
CN211013996U (zh) | 激光薄膜内耗仪 | |
CN110220810B (zh) | 往复滑动摩擦测量测试平台 | |
CN112611662A (zh) | 一种可观测型微纳米力学测试装置及测试方法 | |
CN110567877A (zh) | 激光薄膜内耗仪及材料内耗的检测方法 | |
JPH05506305A (ja) | 超音波コンタクトインピーダンス方法における、荷重印加の基での硬さ又は弾性材料特性の測定方法 | |
Park et al. | Tensile and high cycle fatigue tests of NiCo thin films | |
CN1657924A (zh) | 一种材料温度的原位精密测量方法及其在材料形变研究中的应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120410 |