RU2354931C1 - Устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов - Google Patents
Устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2354931C1 RU2354931C1 RU2008100760/28A RU2008100760A RU2354931C1 RU 2354931 C1 RU2354931 C1 RU 2354931C1 RU 2008100760/28 A RU2008100760/28 A RU 2008100760/28A RU 2008100760 A RU2008100760 A RU 2008100760A RU 2354931 C1 RU2354931 C1 RU 2354931C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- deformation
- arrow
- loading
- expander
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области исследования свойств легкодеформируемых материалов. Сущность: устройство содержит систему зажимов образца материалов, механизм задания продольной деформации, датчик измерения и регистрирующий блок, шкалы нагружения и продольной деформации, выполненные в виде оцифрованных оптоэлектронных линеек. Датчик измерения выполнен в виде компьютерной мыши, жестко соединенной со стрелкой-расправителем спиралевидной кромки и обеспечивающей возможность перемещения упомянутой стрелки-расправителя между осевой линией и кромкой образца в деформированном состоянии при постоянном контакте с поверхностью образца. Регистрирующий блок представляет собой персональный компьютер с блоком сопряжения и выполнен с возможностью записи показаний шкал нагружения и продольной деформации через блок сопряжения в память компьютера, преобразования величины перемещения стрелки-расправителя при помощи программных средств по заданному алгоритму в значения поперечной деформации, коэффициента сужения и условного коэффициента Пуассона, а также с возможностью визуализации на экране монитора перемещений стрелки-расправителя и полученных результатов преобразования. Технический результат: повышение точности измерения поперечной деформации при одновременном упрощении устройства и расширении его технологических возможностей. 1 ил.
Description
Изобретение относится к приборостроению для легкой и текстильной промышленности и может быть использовано для исследования деформационных характеристик легкодеформируемых высокоэластичных материалов типа тканей и трикотажных полотен с вложением полиуретановых нитей.
Известен прибор [Бузов Б.А. Практикум по материаловедению швейного производства. - М.: Издательский центр «Академия», 2003, с.103-104] для измерения продольной и поперечной деформаций текстильных материалов, который содержит средства для закрепления материала, выполненные с возможностью перемещения друг относительно друга по двум взаимно перпендикулярным направлениям, и систему считывания продольной и поперечной деформаций при одноосном нагружении. К недостаткам этого прибора следует отнести технологические ограничения, возникающие при исследовании высокоэластичных материалов вследствие появления при одноосном нагружении краевого эффекта в виде спиралевидной кромки по длине образца. При этом определение величины поперечной деформации (сужения) образца технологически и технически затруднено вследствие необходимости расправления спиралевидной кромки посредством ручных приемов и удержания ее в расправленном состоянии в ходе измерения, что создает дополнительные труднопрогнозируемые погрешности не инструментального характера.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов [патент РФ №2002243, опубл. 30.10.93 г.], которое содержит механизм задания продольной деформации в виде разрывной машины, датчик измерения, регистрирующий блок, оптическую систему и предметную рамку, выполненную из двух частей, одна из которых неподвижно связана с оптической системой, а другая установлена с возможностью поворота относительно первой, при этом в ней выполнены прорези для прохождения светового потока, в центральной части расположена игла, предназначенная для фиксации материала, при этом датчик измерения выполнен в виде фотоэлемента, установленного на поворотной части предметной рамки.
Недостатком этого устройства является его сложность, обусловленная закреплением устройства в процессе измерения непосредственно на образце, что создает неудобства в работе и вносит погрешность в результаты за счет веса самого устройства. Для устранения краевого эффекта (спиралевидности кромок) в известном устройстве материал пропускают между двумя ограничивающими плоскостями, что увеличивает погрешность измерения за счет наличия сил трения. Кроме того, на точность измерения известного устройства влияет погрешность, связанная с неизбежными флюктуациями интенсивности исходного светового потока.
Задачей создания изобретения является повышение точности измерения поперечной деформации при одновременном упрощении устройства и его применения, а также расширение его технологических возможностей.
Поставленная задача решается устройством для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов, содержащим систему зажимов образца, механизм задания продольной деформации, датчик измерения и регистрирующий блок, которое, в отличие от известного устройства, дополнительно содержит шкалы нагружения и продольной деформации, выполненные в виде оцифрованных оптоэлектронных линеек, одна из которых тарирована в зависимости от податливости динамометрического элемента и свойств материала, при этом датчик измерения выполнен в виде компьютерной мыши, жестко соединенной со стрелкой-расправителем спиралевидной кромки и обеспечивающей возможность перемещения упомянутой стрелки-расправителя между осевой линией и кромкой образца в деформированном состоянии при ее постоянном контактном взаимодействии с поверхностью образца, регистрирующий блок включает персональный компьютер и блок сопряжения и выполнен с возможностью записи показаний шкал нагружения и продольной деформации через блок сопряжения в память компьютера, преобразования величины перемещения стрелки-расправителя при помощи программных средств по заданному алгоритму в значения поперечной деформации ΔН, коэффициента сужения и условного коэффициента Пуассона
где ΔH=Н0-Нi (Н0 и Hi - значения исходной ширины образца и его ширины при продольной деформации Δli=li-l0); (l0 и li - значения исходной и конечной длины образца);
- относительная деформация образца по длине, а также с возможностью визуализации на экране монитора перемещений стрелки-расправителя и результатов преобразования.
Структурно-кинематическая схема устройства наглядно представлена на чертеже.
Функциональная часть прибора содержит зажимы 1 и 2 образца 3 с реперными метками 4, опорную плоскость 5 для образца, винтовые передачи 6 и 7 и тарированные оптоэлектронные шкалы (линейки) 8 и 9.
Винтовая передача 6 и опорная плоскость 5 обеспечивают условия непровисания образца в ходе исследования, при этом складкообразование исключают посредством незначительного начального нагружения.
Винтовая передача 7 совместно с упругим элементом 10 обеспечивают динамометрическое нагружение образца и его продольную деформацию, контролируемые посредством тарированных оптоэлектронных шкал (линеек) 8 и 9, а также перемещающихся совместно с зажимом 1 ИК-диодов 11 и 12 с записью информации через блок сопряжения 13 в память персонального компьютера 14.
Заявляемое устройство содержит компьютерный манипулятор - компьютерную мышь 15, способную перемещаться по опорной плоскости 16 и жестко связанную со стрелкой-расправителем 17, которая предназначена для сканирования исследуемого образца в поперечном направлении при непосредственном контакте с его поверхностью и одновременного расправления спиралевидной кромки образца в его деформированном состоянии.
Устройство работает следующим образом.
После внесения исходных данных (начальные параметры образца, вид материала, его волокнистый состав и т.д.) в память персонального компьютера 14 и закрепления образца 3 по условию совпадения нанесенной на нем базовой (нулевой) линии (оси симметрии образца или другой линии, смещенной параллельно ей), условно принимаемой за линию отсчета, с реперными метками 4 зажимов 1, 2 осуществляют настройку нулевого значения поперечной деформации и с помощью компьютерной мыши 15 обеспечивают установку стрелки-расправителя 17 в базовом (нулевом) положении.
Посредством винтовой передачи 7 и динамометрической системы нагружения 9 осуществляют перемещение зажима 1 на заданную величину продольной деформации образца 3, при этом информация о величинах продольного перемещения и нагружении поступает через блок сопряжения 13 в память компьютера 14.
Зафиксировав положение стрелки-расправителя 17 относительно осевой линии, путем передвижения компьютерной мыши 15 по опорной плоскости 16 жестко связанную с компьютерной мышью стрелку-расправитель 17 перемещают в поперечном направлении от базовой линии к боковому срезу материала, расправляя при этом образовавшуюся спиралевидную кромку образца.
На экране монитора персонального компьютера реальное перемещение стрелки-расправителя 17 визуализируется в виде перемещения курсора и посредством программных средств преобразуется в значение поперечной деформации образца ΔН=H0-Нi, где Н0 и Hi - соответственно значения исходной ширины образца и его ширины при продольной деформации Δli=li-l0, при этом l0 и li определяются как значения исходной и конечной длины образца.
При фиксированных величинах нагружения материала и его продольной деформации с использованием загруженной в память персонального компьютера информации расчетным путем с помощью программных средств определяется коэффициент сужения материала как отношение абсолютного значения деформации образца по ширине ΔН к его абсолютной деформации по длине Δl, т.е.
Таким же образом рассчитывается условный коэффициент Пуассона как отношение поперечной деформации образца к его продольной деформации, т.е. где - относительная деформация образца по ширине; - относительная деформация образца по длине.
Полученные результаты расчетов визуализируются на экране монитора
При изменении исходных данных и условий эксперимента цикл измерения повторяется.
Claims (1)
- Устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов, содержащее систему зажимов образца, механизм задания продольной деформации, датчик измерения и регистрирующий блок, отличающееся тем, что дополнительно содержит шкалы нагружения и продольной деформации, выполненные в виде оцифрованных оптоэлектронных линеек, одна из которых тарирована в зависимости от податливости динамометрического элемента и свойств материала, при этом датчик измерения выполнен в виде компьютерной мыши, жестко соединенной со стрелкой-расправителем спиралевидной кромки и обеспечивающей возможность перемещения упомянутой стрелки-расправителя между осевой линией и кромкой образца в деформированном состоянии при ее постоянном контактном взаимодействии с поверхностью образца, регистрирующий блок включает персональный компьютер и блок сопряжения и выполнен с возможностью записи показаний шкал нагружения и продольной деформации через блок сопряжения в память компьютера, преобразования величины перемещения стрелки-расправителя при помощи программных средств по заданному алгоритму в значения поперечной деформации ΔН, коэффициента сужения и условного коэффициента Пуассона
где ΔН=Н0-Нi (Н0 и Нi - значения исходной ширины образца и его ширины при продольной деформации Δli=li-l0, где l0 и li - значения исходной и конечной длины образца); - относительная деформация образца по ширине; - относительная деформация образца по длине, а также с возможностью визуализации на экране монитора перемещений стрелки-расправителя и результатов преобразования.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008100760/28A RU2354931C1 (ru) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008100760/28A RU2354931C1 (ru) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2354931C1 true RU2354931C1 (ru) | 2009-05-10 |
Family
ID=41020068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008100760/28A RU2354931C1 (ru) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2354931C1 (ru) |
-
2008
- 2008-01-09 RU RU2008100760/28A patent/RU2354931C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180195941A1 (en) | Systems and techniques for displacement control of loading apparatuses used for material performance testing | |
Viotti et al. | Compact sensor combining digital speckle pattern interferometry and the hole-drilling technique to measure nonuniform residual stress fields | |
CN106767464A (zh) | 非接触式厚度测量装置及方法 | |
Hong et al. | Comparative study on the elongation measurement of a soil nail using optical lower coherence interferometry method and FBG method | |
RU2429448C1 (ru) | Устройство для измерения поперечной и продольной деформации высокоэластичных материалов | |
JP4323267B2 (ja) | 形状測定装置、形状測定方法、形状解析装置、形状解析プログラムおよび記録媒体 | |
RU2354931C1 (ru) | Устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов | |
RU96948U1 (ru) | Устройство для измерения поперечной и продольной деформации высокоэластичных материалов | |
RU73474U1 (ru) | Устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов | |
JP6329562B2 (ja) | 表面変形測定装置 | |
Isah et al. | Uniaxial compression test of rocks: Review of strain measuring instruments | |
CN207675567U (zh) | 拉弯扭三向复合引伸计 | |
US20110138645A1 (en) | Digital diameter gauge with rotary motion sensor and method for use | |
Barile et al. | Overview of the effects of process parameters on the accuracy in residual stress measurements by using HD and ESPI | |
Li | The interferometric strain rosette technique | |
Gedney | Tensile testing basics, tips and trends | |
RU2331044C1 (ru) | Устройство для измерения поперечной деформации легкодеформируемых материалов | |
Fontana et al. | Bending stress determination in a pipe test bench using DSPI combined with instrumented indentation | |
RU2447400C1 (ru) | Устройство измерения перемещения и деформации | |
Pfeifer et al. | Strain/stress measurements using electronic speckle pattern interferometry | |
RU104315U1 (ru) | Устройство для испытания деформационных свойств текстильных полотен при многоосных нагрузках | |
CN103543062B (zh) | 一种采用垂度法测试超高分子绳索相对伸长率的方法 | |
RU2499257C1 (ru) | Устройство для измерения продольной и поперечной деформации легкодеформируемых трикотажных полотен | |
KR101284284B1 (ko) | 표점거리 가변형 익스텐소미터 | |
Wang et al. | First Application of a New Optical Rosette for Strain Measurements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120110 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130127 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20131220 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170110 |