RU2381503C1 - Instrument for strength testing of construction materials - Google Patents

Instrument for strength testing of construction materials Download PDF

Info

Publication number
RU2381503C1
RU2381503C1 RU2008128110/03A RU2008128110A RU2381503C1 RU 2381503 C1 RU2381503 C1 RU 2381503C1 RU 2008128110/03 A RU2008128110/03 A RU 2008128110/03A RU 2008128110 A RU2008128110 A RU 2008128110A RU 2381503 C1 RU2381503 C1 RU 2381503C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
load
drive
instrument
construction materials
Prior art date
Application number
RU2008128110/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Бер Лейзерович Смушкович (RU)
Бер Лейзерович Смушкович
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Точприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Точприбор" filed Critical Открытое акционерное общество "Точприбор"
Priority to RU2008128110/03A priority Critical patent/RU2381503C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2381503C1 publication Critical patent/RU2381503C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: testing equipment.
SUBSTANCE: invention is related to testing equipment, namely to instruments for strength testing of construction materials. Instrument for strength testing of construction materials comprises unit for installation of sample, loading device with drive and device for measurement of load, which are installed in power frame. Two elastic elements of various pliancy are installed serially with sample, besides one of them, for instance in the form of spring, is installed between sample and drive that deforms it with a certain rate, and the other detector of load measurement, with lower pliancy, is installed between sample and base of power frame.
EFFECT: increased accuracy and reproducibility of test results, improved efficiency of instrument and expansion of its application field.
3 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для испытания строительных материалов на прочность.The invention relates to test equipment, namely, devices for testing building materials for strength.

Испытание на прочность многих строительных материалов (цемент, бетон и др.) согласно стандартам должно производиться в режиме мягкого нагружения, когда нормируется скорость возрастания нагрузки (напряжения), а не скорость деформирования.Strength testing of many building materials (cement, concrete, etc.) according to the standards should be carried out under soft loading, when the rate of increase in load (stress) is normalized, and not the rate of deformation.

Известны приборы для испытания строительных материалов на прочность, работающие в режиме мягкого нагружения, где необходимая скорость возрастания нагрузки на образец достигается путем равномерного во времени добавления массы груза, например, сыпучего (см. Материалы и изделия для строительства дорог. Справочник. Под редакцией профессора Н.В.Горелышева. М.: Транспорт, 1986, стр.108-109, рис.4.13).Known instruments for testing building materials for strength, operating in the soft loading mode, where the required rate of increase in load on the sample is achieved by uniformly adding time to the mass of the cargo, for example, bulk (see Materials and products for road construction. Handbook. Edited by Professor N .V. Gorelysheva. M.: Transport, 1986, pp. 108-109, Fig. 4.13).

Недостатками таких приборов являются невозможность реализации больших нагрузок, необходимость использования дозирующих массу устройств, низкая производительность и точность.The disadvantages of such devices are the inability to implement large loads, the need to use a mass-metering device, low productivity and accuracy.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому изобретению является принятый в качестве прототипа прибор для испытания образцов из цемента 2170П-6, содержащий узел установки образцов, нагружающее устройство с приводом и устройство для измерения нагрузки, установленные на силовой раме, причем нагрузка на образец по схеме двухопорного изгиба создается грузом, который с помощью электропривода перемещается по нагружающему рычагу с постоянной скоростью, а эта нагрузка определяется по положению груза на рычаге (см. Прибор для испытания образцов из цемента 2170П-6. Проспект ОАО «ТОЧПРИБОР», г.Иваново).The closest in technical essence to the claimed invention is adopted as a prototype device for testing samples of cement 2170P-6, containing the installation site of the samples, a loading device with a drive and a device for measuring the load mounted on the power frame, and the load on the sample according to the double-support scheme a bend is created by a load that, with the help of an electric drive, moves along the loading lever with a constant speed, and this load is determined by the position of the load on the lever (see. The device for testing aztsov of 2170P-6 cement. JSC "Tochpribor" Prospect, Ivanovo).

В этом приборе отмеченные выше недостатки частично устранены, но наличие подвижного груза обуславливает инерционные эффекты, искажающие результаты измерений, и, кроме того, определение действующей на образец нагрузки по положению груза на рычаге также снижает точность измерений.In this device, the disadvantages noted above are partially eliminated, but the presence of a moving load causes inertial effects that distort the measurement results, and, in addition, the determination of the load acting on the sample by the position of the load on the lever also reduces the measurement accuracy.

Цель изобретения - повышение точности и воспроизводимости результатов испытаний, повышение производительности и расширение области применения прибора.The purpose of the invention is to increase the accuracy and reproducibility of test results, increase productivity and expand the scope of the device.

Указанная цель достигается тем, что в приборе для испытания строительных материалов на прочность, содержащем узел установки образца, нагружающее устройство с приводом и устройство для измерения нагрузки, установленные на силовой раме, в нагружающем устройстве, последовательно с образцом установлен упругий элемент, например пружина, воздействующий на образец и датчик измерения нагрузки.This goal is achieved by the fact that in the device for testing building materials for strength, comprising a sample installation unit, a loading device with a drive and a load measuring device mounted on a power frame, in the loading device, an elastic element, for example, a spring, is applied in series with the sample on the sample and the load measurement sensor.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый прибор отличается тем, что в нагружающем устройстве последовательно с образцом установлен упругий элемент, например пружина, воздействующий на образец и датчик измерения нагрузки.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized in that an elastic element is installed in series with the sample in the loading device, for example, a spring acting on the sample and the load measurement sensor.

На фиг.1 изображена схема прибора для случая прямого нагружения, на фиг.2 - его замещающая силовая схема, на фиг.3 представлена схема установки упругого элемента при нагружении через рычаг.Figure 1 shows a diagram of the device for the case of direct loading, figure 2 - its replacement power circuit, figure 3 presents a diagram of the installation of an elastic element when loading through a lever.

Испытываемый образец 1 (фиг.1) по схеме двухопорного изгиба установлен на опорах 2, размещенных на плите 3, которая закреплена на датчике измерения нагрузки 4. Датчик установлен на основании 5, которое вместе с ходовыми винтами 6, направляющими колоннами 7 и верхней неподвижной траверсой 8 образуют силовую раму прибора. Подвижная траверса 9 перемещается по колоннам 7 с помощью ходовых винтов 6, привод которых осуществляется от электродвигателя 10 и редукторов 11. На траверсе 9 закреплен стакан 12, в нем установлен упругий элемент 13 (например, пружина, скоба), который одним концом упирается в дно стакана, а другим - в поршень 14, связанный с наконечником (роликом) 15, непосредственно воздействующим на образец 1. Связанная через ходовые винты с приводом траверса с установленными на ней элементами 12, 13, 14 и 15 образует нагружающее устройство. Измерение деформации (прогиба) δ образца осуществляется с помощью датчика перемещения (индикатора) 16. Вторичная измерительная аппаратура на чертеже не показана.The test sample 1 (Fig. 1) according to the double-support bending scheme is mounted on supports 2 placed on a plate 3, which is mounted on a load measuring sensor 4. The sensor is mounted on a base 5, which, together with the spindle screws 6, guide columns 7 and the upper fixed crosshead 8 form the power frame of the device. The movable crosshead 9 is moved along the columns 7 using spindles 6, the drive of which is carried out from the electric motor 10 and gearboxes 11. A cup 12 is fixed to the crosshead 9, an elastic element 13 is installed in it (for example, a spring, a bracket), which abuts against the bottom glass, and the other into the piston 14, connected with the tip (roller) 15, directly acting on the sample 1. Connected via spindles with a traverse drive with elements 12, 13, 14 and 15 mounted on it forms a loading device. Measurement of deformation (deflection) δ of the sample is carried out using a displacement sensor (indicator) 16. Secondary measuring equipment is not shown in the drawing.

При необходимости реализации больших нагрузок поршень 14 (фиг.3) может быть связан с наконечником 15 через передаточный механизм, например рычаг 17, установленный на подвижной траверсе 9.If it is necessary to realize large loads, the piston 14 (Fig. 3) can be connected to the tip 15 through a transmission mechanism, for example, a lever 17 mounted on a movable crosshead 9.

Принцип работы прибора основан на следующем.The principle of operation of the device is based on the following.

Данному прибору соответствует замещающая силовая схема (фиг.2), на которой каждому элементу (узлу) прибора соответствует свое упругое звено с податливостью Kj. Поскольку все эти звенья соединены последовательно, то общая податливость системыThis device corresponds to a replacement power circuit (figure 2), on which each element (node) of the device corresponds to its own elastic link with compliance K j . Since all these links are connected in series, the overall system compliance

Figure 00000001
Figure 00000001

где Ку - податливость упругого элемента 13where K y - the compliance of the elastic element 13

Ко - податливость образца 1.To about - the compliance of sample 1.

Сумму податливостей силовой рамы прибора Кср и датчика измерения нагрузки Kд можно рассматривать как податливость собственно прибораThe sum of the compliance of the power frame of the device K cf and the load measurement sensor K d can be considered as the compliance of the device itself

Kп=Kcp+Kд K p = K cp + K d

При необходимости можно учесть также податливости и других присоединенных элементов. Податливость (или обратную ей величину - жесткость) всех элементов можно определить расчетным путем (например, на стадии проектирования) или экспериментально известными методами.If necessary, you can also take into account the compliance and other attached elements. Compliance (or its inverse value - rigidity) of all elements can be determined by calculation (for example, at the design stage) or experimentally known methods.

При постоянной величине скорости привода Vo и линейных звеньях скорость нагружения образца постоянна и равнаWith a constant value of the drive speed V o and linear links, the loading speed of the sample is constant and equal to

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Из приведенных формул видно, что если в составе прибора имеется специальный деформируемый упругий элемент, установленный последовательно с образцом, то соответствующим выбором величины его податливости Ку можно обеспечить необходимую скорость Vp возрастания нагрузки на образец, т.е. осуществить режим заданного или мягкого нагружения.
Figure 00000003
It can be seen from the above formulas that if the device has a special deformable elastic element installed in series with the sample, then by appropriate selection of its compliance value K у , the necessary rate V p of increasing the load on the sample can be provided, i.e. to carry out the mode of a given or soft loading.

Из соотношенийFrom the relations

Figure 00000004
Figure 00000004

найдем скорость наконечника 15find tip speed 15

Figure 00000005
Figure 00000005

т.е. скорость наконечника 15 по отношению к скорости привода (в данном случае траверса 9) уменьшается в i раз, гдеthose. the speed of the tip 15 with respect to the speed of the drive (in this case, the yoke 9) decreases i times, where

Figure 00000006
Figure 00000006

Это позволяет безударно испытывать образцы с малой величиной деформации, в том числе из хрупких материалов, таких как стекло, керамика и другие. Для увеличения i необходимо, чтобы Ку>(Коп) и соответственно всегда Куд.This allows shockless testing of samples with a small amount of deformation, including from brittle materials such as glass, ceramics, and others. To increase i, it is necessary that К у > (К о + К п ) and, accordingly, always К у > К д .

Для прибора по схеме фиг.3For the device according to the scheme of figure 3

Figure 00000007
Figure 00000007

где

Figure 00000008
- передаточное число рычага 17.Where
Figure 00000008
- gear ratio of the lever 17.

Прибор работает следующим образом.The device operates as follows.

На опоры 2 (фиг.1) устанавливают образец 1. При включении электродвигателя 10 траверса 9 перемещается и, упираясь наконечником 15 в образец 1, деформирует упругий элемент 13, создавая в нем нагрузку Р, передающуюся через наконечник 15 на образец 1.A sample 1 is mounted on the supports 2 (Fig. 1). When the electric motor 10 is turned on, the crosshead 9 moves and, resting against the tip 15 against the sample 1, deforms the elastic element 13, creating a load P transmitted therethrough through the tip 15 to the sample 1.

Нагрузка Р измеряется с помощью датчика измерения нагрузки 4, а деформация образца δ - датчиком перемещения 16.The load P is measured using a load measurement sensor 4, and the deformation of the sample δ by a displacement sensor 16.

Работа прибора по схеме фиг.3 аналогична, только нагрузка на образец 1 от упругого элемента 13 передается через рычаг 17 и наконечник 15.The operation of the device according to the scheme of figure 3 is similar, only the load on the sample 1 from the elastic element 13 is transmitted through the lever 17 and the tip 15.

Эффективность работы прибора определяется наличием в конструкции двух упругих элементов разной жесткости (Куд), установленных последовательно с образцом, один из которых (упругий элемент 13) деформируется с помощью привода, создавая за счет этого нагрузку Р на образец 1, а другой (датчик измерения нагрузки 4) воспринимает и измеряет эту нагрузку.The efficiency of the device is determined by the presence in the design of two elastic elements of different stiffness (K y > K d ) installed in series with the sample, one of which (elastic element 13) is deformed using a drive, thereby creating a load P on sample 1, and the other (load measurement sensor 4) senses and measures this load.

Такое разделение функций позволяет в пределах рабочего диапазона датчика измерения нагрузки 4 делать упругий элемент 13 сменным и не предъявлять жестких требований к его метрологическим параметрам, одновременно обеспечивая необходимую точность измерений за счет соответствующего выбора параметров датчика измерения нагрузки.This separation of functions allows, within the operating range of the load measuring sensor 4, to make the elastic element 13 replaceable and not to impose strict requirements on its metrological parameters, while ensuring the necessary measurement accuracy due to the appropriate choice of load measuring sensor parameters.

Конструкция предлагаемого прибора не содержит инерционных гравитационных масс, что исключает возникновение динамических эффектов, искажающих результаты испытаний.The design of the proposed device does not contain inertial gravitational masses, which eliminates the occurrence of dynamic effects that distort the test results.

На приборе возможно испытание различных материалов, включая хрупкие, при разных схемах нагружения, таких как изгиб, сжатие, сдвиг, растяжение и другие. При этом меняется только схема установки и закрепления образца, например, между двух плит при сжатии (на чертежах не показано).It is possible to test various materials on the device, including brittle ones, under various loading schemes, such as bending, compression, shear, tension, and others. In this case, only the installation and fixing pattern of the sample changes, for example, between two plates during compression (not shown in the drawings).

Важным преимуществом изобретения является возможность его применения с использованием существующего лабораторного оборудования, в частности разрывных машин и прессов, включая гидравлические, с их собственными приводами и системами измерения. При этом силовая рама прибора может иметь и другую конфигурацию, например [-образную.An important advantage of the invention is the possibility of its application using existing laboratory equipment, in particular explosive machines and presses, including hydraulic, with their own drives and measurement systems. In this case, the power frame of the device may also have a different configuration, for example, [-shaped.

Claims (1)

Прибор для испытания строительных материалов на прочность, содержащий узел установки образца, нагружающее устройство с приводом и устройство для измерения нагрузки, установленные на силовой раме, отличающийся тем, что последовательно с образцом установлены два упругих элемента с разной податливостью, причем один из них, например в виде пружины, установлен между образцом и деформирующим его с определенной скоростью приводом, а другой, датчик измерения нагрузки, с меньшей податливостью установлен между образцом и основанием силовой рамы. A device for testing building materials for strength, comprising a sample installation unit, a loading device with a drive and a load measuring device mounted on a power frame, characterized in that two elastic elements with different flexibility are installed in series with the sample, moreover, one of them, for example, a spring is installed between the sample and the drive deforming it with a certain speed, and another, a load measuring sensor, is installed with less flexibility between the sample and the base of the power frame .
RU2008128110/03A 2008-07-09 2008-07-09 Instrument for strength testing of construction materials RU2381503C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008128110/03A RU2381503C1 (en) 2008-07-09 2008-07-09 Instrument for strength testing of construction materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008128110/03A RU2381503C1 (en) 2008-07-09 2008-07-09 Instrument for strength testing of construction materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2381503C1 true RU2381503C1 (en) 2010-02-10

Family

ID=42123895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008128110/03A RU2381503C1 (en) 2008-07-09 2008-07-09 Instrument for strength testing of construction materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2381503C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Краткий политехнический словарь. - М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1955, с.280-281. *
ЦЫТОВИЧ Н.А. Механика грунтов. - М.: Высшая школа, 1979, с.222-226, рис.VI.4. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101509856B (en) Multifunction flexible composite material impact test apparatus
CN1236298C (en) Dynamic tensile tester
CN101718656B (en) Method for testing Young modulus
JP2015530570A (en) A method for determining the non-propagation threshold of fatigue cracks at high frequencies.
CN101706389B (en) Device for testing fracture energy of concrete by three-point bending beam without self-gravity doing work
CN100549646C (en) A kind of proving installation of mechanical property of actuator
CN103353429A (en) Simple test-piece fatigue testing machine
CN100489485C (en) Micromechanics measurer and measuring method
KR20090003611A (en) A creep tester equipment for precision load control
KR20190024875A (en) Compensatory mechanical test system
CN112611662A (en) Observable micro-nano mechanical testing device and method
KR20020016240A (en) Rectangular biaxial tension and shear test machine on plane
RU2381503C1 (en) Instrument for strength testing of construction materials
CN102183413A (en) Filament fiber loading and measuring device under Raman environment
CN210374892U (en) Building material size detection device
CN201965060U (en) Filament fiber loading and measuring device under Raman environment
RU78314U1 (en) UNIVERSAL TESTING MACHINE FOR TESTING MULTILAYERED PANELS
RU2580337C1 (en) Device for testing spatial box-like structures
RU100255U1 (en) STAND FOR TEST OF REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR CROSS BENDING WITH STATIC LOADING
RU92537U1 (en) STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SHORT-DYNAMIC DYNAMIC BEND WITH Malleable Supports
JPH07306131A (en) Shearing-force measuring tester
CN210533888U (en) Testing machine
CN203148788U (en) Mechanical tensile experiment testing device
KR101505711B1 (en) Compression tester
CN102564654A (en) Laser force-measuring system used in scanning electron microscope

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110710