RU2390000C1 - Installation for tensile testing plastic materials - Google Patents

Installation for tensile testing plastic materials Download PDF

Info

Publication number
RU2390000C1
RU2390000C1 RU2008133915/28A RU2008133915A RU2390000C1 RU 2390000 C1 RU2390000 C1 RU 2390000C1 RU 2008133915/28 A RU2008133915/28 A RU 2008133915/28A RU 2008133915 A RU2008133915 A RU 2008133915A RU 2390000 C1 RU2390000 C1 RU 2390000C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
testing
installation
materials
plastic materials
Prior art date
Application number
RU2008133915/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008133915A (en
Inventor
Юрий Геннадьевич Смирнов (RU)
Юрий Геннадьевич Смирнов
Виктор Владимирович Ягодин (RU)
Виктор Владимирович Ягодин
Валерий Павлович Бурдаков (RU)
Валерий Павлович Бурдаков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
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 "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2008133915/28A priority Critical patent/RU2390000C1/en
Publication of RU2008133915A publication Critical patent/RU2008133915A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2390000C1 publication Critical patent/RU2390000C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: installation for tensile testing plastic materials has a temperature control container, a specimen loading mechanism with specimen holding elements, a breaking force measurement device and a temperature measurement device. The device also has a load distribution mechanism inside the temperature control container, which is made in form of drums placed between the sample holding elements, where the drums have n turns (where n≥1) of the specimen mainly of plastic threadlike material. The surface of the drum is made from material whose elasticity is equal to or less than that of the material under test.
EFFECT: shorter time for testing threads, increased testing efficiency and increased testing sensitivity when manually loading the threadlike materials, possibility of rapid testing threadlike materials.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области испытательной техники, предназначенной для испытаний пластиковых материалов на растяжение.The invention relates to the field of testing equipment intended for tensile testing of plastic materials.

Известна установка для испытаний листовых материалов на растяжение [1], используемая для испытаний тонких листовых пластмассовых материалов (толщина листа не менее 1 мм), в зажимах которой закрепляют образец с нанесенными на него метками для измерения удлинения, выдерживают (кондиционируют) не менее 16 часов при температуре 23±2°С и относительной влажности 50+5%, а затем разрывают при скорости от 100 до 500 мм/мин, замеряя при этом усилия предела текучести и разрыва, используя измеритель усилий разрыва.A known installation for testing sheet materials in tension [1], used for testing thin sheet plastic materials (sheet thickness of at least 1 mm), in the clamps of which a sample is fixed with marks applied to it to measure elongation, is held (conditioned) for at least 16 hours at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 50 + 5%, and then tear at a speed of 100 to 500 mm / min, while measuring the yield strength and tensile strength using a tensile strength meter.

Недостатками являются невозможность испытаний нитевидных образцов тоньше 1 мм и невозможность снятия температурных кривых текучести и прочности образцов (не предусматривается их охлаждение).The disadvantages are the impossibility of testing filamentary samples thinner than 1 mm and the inability to take temperature curves of fluidity and strength of the samples (their cooling is not provided).

Также известна установка для испытаний листовых материалов на растяжение - «Тиратест 2300» [2], которая содержит термостатирующую емкость в виде герметичной темперирующей камеры, соединенной с сосудом Дьюара с охлаждающей жидкостью, например с жидким азотом. Образец размещен внутри камеры в вертикальном положении с зажимами.Also known installation for testing sheet materials in tension - "Tiratest 2300" [2], which contains a thermostatic tank in the form of a sealed tempering chamber connected to a Dewar vessel with a cooling liquid, such as liquid nitrogen. The sample is placed inside the chamber in an upright position with clamps.

Недостатками являются: закрепление образца в вертикальном положении, обуславливающие большой объем и герметичность камеры, значительный расход жидкого азота, который наиболее часто используют в качестве охлаждающей жидкости, большое время для проведения одного замера, большую стоимость испытаний тонких образцов с толщиной листа 0,1-0,5 мм.The disadvantages are: fixing the sample in an upright position, causing a large volume and tightness of the chamber, significant consumption of liquid nitrogen, which is most often used as coolant, a long time for one measurement, the high cost of testing thin samples with a sheet thickness of 0.1-0 5 mm.

Наиболее близким из аналогов - прототипом является установка для испытаний пластиковых материалов на растяжение, которая предназначена для испытаний листовых материалов [3] или [4] и содержит механизм нагружения образца с элементами крепления образца в виде зажимов, термостатирующую емкость с охлаждающей жидкостью, измеритель усилий разрыва и измеритель температур, причем термостатирующая емкость выполнена в виде кюветы из материала с низкой теплопроводностью и низкой теплоемкостью, зажимы образца размещены горизонтально как и кювета, а механизм нагружения образца выполнен в виде лебедки, трос которой прикреплен к одному из зажимов образца для обеспечения его перемещения относительно второго зажима через измеритель усилий разрыва, выполненный в виде динамометра с фиксатором усилий разрыва.The closest of the analogues - the prototype is an installation for testing plastic materials in tension, which is designed to test sheet materials [3] or [4] and contains a mechanism for loading the sample with fastening elements of the sample in the form of clamps, a thermostatic container with coolant, a tensile strength meter and a temperature meter, moreover, the thermostatic container is made in the form of a cuvette made of a material with low thermal conductivity and low heat capacity, the clamps of the sample are placed horizontally as the cuvette, and the loading mechanism of the sample is made in the form of a winch, the cable of which is attached to one of the clamps of the sample to ensure its movement relative to the second clamp through the tear force meter, made in the form of a dynamometer with a clamp of breaking forces.

Недостатками прототипа является невозможность испытаний образцов пластиковых материалов нитевидной формы, так как при применении зажима для закрепления образца, используемого в прототипе, разрыв происходит близко к зажиму, что не дает возможности измерить момент наступления предела текучести и усилие сопротивления разрыву.The disadvantages of the prototype is the inability to test samples of plastic filamentary materials, since when using a clamp to secure the sample used in the prototype, the gap occurs close to the clamp, which makes it impossible to measure the moment of the yield point and the tensile strength.

Задачей изобретения является создание установки для испытаний пластиковых материалов на растяжение из тонких толщиной 0,1-0,5 мм нитевидных пластиков (волокон) в широком диапазоне температур при охлаждении со всех сторон.The objective of the invention is to provide an installation for tensile testing of plastic materials from thin 0.1-0.5 mm thick filamentary plastics (fibers) in a wide temperature range during cooling from all sides.

Технический результат с получением указанных технических данных достигается тем, что в установку для испытаний пластиковых материалов на растяжение, содержащую термостатирующую емкость, механизм нагружения образца с элементами крепления образца, измеритель усилий разрыва и измеритель температур, в отличие от прототипа введен механизм распределения нагрузки, размещенный в термостатирующей емкости, выполненный в виде размещенных между элементами крепления образца барабанов с намотанными на них n витками (где n≥1) образца, преимущественно пластикового нитевидного материала (волокна), при этом поверхность барабана выполнена из материала, эластичность которого не больше эластичности испытуемого материала. Использование механизма распределения нагрузки в виде барабанов позволяет избежать возникновения концентрации напряжения в местах крепления испытуемого образца, причем для предварительного (грубого) определения разрывающих усилий можно ограничиться намоткой 1-2 витков. С увеличением количества витков намотки волокна на барабаны уменьшаются поперечные усилия и усилия на изгиб, действующие на волокно и искажающие результаты замеров разрывающих усилий, т.е. оптимальное количество витков намотки на барабаны 3 и более. Материал поверхности барабана выбирается в соответствии с характеристиками возможных испытуемых образцов. При проведении испытаний в момент нагружения испытуемого образца, он должен скользить по поверхности барабана, чтобы силы трения не влияли на достоверность испытаний, поэтому эластичность поверхности барабана не должна быть больше эластичности испытуемого материала.The technical result with the receipt of the specified technical data is achieved by the fact that in the installation for testing tensile materials of plastic materials containing a thermostatic tank, a sample loading mechanism with sample attachment elements, a tensile strength meter and a temperature meter, in contrast to the prototype, a load distribution mechanism is installed a thermostatic container made in the form of drums placed between the fasteners of the sample with n turns wound on them (where n≥1) of the sample, the advantage a plastic filamentary material (fiber), while the surface of the drum is made of a material whose elasticity is not greater than the elasticity of the test material. Using the load balancing mechanism in the form of drums avoids the occurrence of stress concentration at the points of attachment of the test sample, and for preliminary (rough) determination of tensile forces, it is possible to limit winding 1-2 turns. With an increase in the number of turns of fiber winding onto the drums, the transverse and bending forces acting on the fiber and distorting the results of measurements of tensile forces, i.e. the optimal number of turns of winding on the drums 3 or more. The material of the surface of the drum is selected in accordance with the characteristics of the possible test samples. When testing at the time of loading the test sample, it must slide on the surface of the drum so that friction does not affect the reliability of the tests, so the elasticity of the surface of the drum should not be greater than the elasticity of the test material.

Суть предлагаемого решения поясняется фиг.1-3, на которых приведены:The essence of the proposed solution is illustrated in figures 1-3, which show:

на фиг.1 - вид установки для испытаний пластиковых материалов на растяжение сбоку;figure 1 - view of the installation for testing plastic materials tensile side;

на фиг.2 - вид установки для испытаний пластиковых материалов на растяжение сверху;figure 2 - view of the installation for testing plastic materials in tension from above;

на фиг.3 - вид по разрезу А-А.figure 3 is a view along section aa.

Заявленная установка для испытаний пластиковых материалов на растяжение состоит из термостатирующей емкости в виде заполненной охлаждающей жидкостью кюветы 1, изготовленной из материала с низкой теплопроводностью и низкой теплоемкостью, измерителя температуры 2 охлаждающей жидкости. Кювета 1 жестко прикреплена к основанию 3 и снабжена крышкой 4. Если используется интенсивно испаряющаяся охлаждающаяся жидкость, такая как жидкий азот, в крышке 4 может быть предусмотрено стекло с нанесенными на него рисками для наблюдения за поведением испытуемого образца 5 в момент, когда наступает предел текучести. В другой части крышки 4 выполнена прорезь 6 для перемещения проушины 7, прикрепленной к каретке 8, которая установлена с возможностью перемещения по направляющим 9, для этого снизу каретки предусмотрены полые цилиндры 10, вставленные в направляющие 9, которые прикреплены к стенке кюветы 1.The claimed installation for testing plastic materials in tension consists of a thermostatic tank in the form of a cuvette 1 filled with coolant, made of a material with low thermal conductivity and low heat capacity, a temperature meter 2 of the coolant. The cuvette 1 is rigidly attached to the base 3 and provided with a cap 4. If an intensively evaporating cooling liquid such as liquid nitrogen is used, a cap may be provided in the cap 4 with risks applied to it to monitor the behavior of the test sample 5 at the moment when the yield strength reaches . In another part of the cover 4, a slot 6 is made for moving an eye 7 attached to the carriage 8, which is mounted to move along the guides 9, for this, hollow cylinders 10 are inserted from the bottom of the carriage, inserted into the guides 9, which are attached to the wall of the cell 1.

Для измерения усилий разрыва испытуемого образца 5 предназначен пружинный динамометр 11, соединенный тросом 12 с механизмом нагружения образца в виде лебедки 13. Динамометр 11 снабжен перемещающейся стрелкой 14 с фиксатором усилий разрыва в виде ползуна 15. Динамометр 11 зацеплен за выступающую над кюветой проушину 7. На каретке 8 жестко установлены первая проушина для закрепления образца 16 и свободно вращающийся первый барабан 17 для намотки испытуемого образца 5. Вторая проушина для закрепления образца 18 и второй барабан 19 (также свободновращающийся вокруг своей оси) расположены на неподвижной каретке 20, которая жестко прикреплена к стенке кюветы 1. Первая проушина 16 и вторая проушина 18 для закрепления образца имеют смещение относительно центра каретки 8 и центра неподвижной каретки 20 соответственно в разные стороны, для того чтобы испытуемый образец 5 в исследуемой части был перпендикулярно натянут относительно первого барабана 17 и второго барабана 19. Смещение определяется количеством витков и толщиной испытуемого образца 5.To measure the breaking forces of the test sample 5, a spring dynamometer 11 is used, connected by a cable 12 to the loading mechanism of the sample in the form of a winch 13. The dynamometer 11 is equipped with a moving arrow 14 with a breaking force clamp in the form of a slider 15. The dynamometer 11 is hooked to the eye 7. protruding above the cuvette. the carriage 8 has a rigidly installed first eye for securing the sample 16 and a freely rotating first drum 17 for winding the test sample 5. A second eye for securing the sample 18 and the second drum 19 (also freely rotating located around its axis) are located on a stationary carriage 20, which is rigidly attached to the wall of the cell 1. The first eye 16 and the second eye 18 for securing the sample are offset relative to the center of the carriage 8 and the center of the stationary carriage 20, respectively, in order to make the test sample 5 in the studied part was perpendicularly stretched relative to the first drum 17 and the second drum 19. The displacement is determined by the number of turns and the thickness of the test sample 5.

Испытание осуществляется следующим образом: испытуемый образец 5 из пластиковых волокон (нитей) толщиной 0,1-0,5 мм произвольного сечения наматывают на первый барабан 17 и второй барабан 19, образуя n витков (где n≥1), и закрепляют соответственно в первой проушине 16 и второй проушине 18 для закрепления образца. Термостатирующая емкость, выполненная в виде кюветы 1, заполняется охлаждающей жидкостью, температура которой измеряется термометром 2.The test is carried out as follows: the test sample 5 of plastic fibers (filaments) with a thickness of 0.1-0.5 mm of arbitrary cross section is wound on the first drum 17 and the second drum 19, forming n turns (where n≥1), and fixed respectively in the first eye 16 and a second eye 18 for securing the sample. The thermostatic tank, made in the form of a cuvette 1, is filled with coolant, the temperature of which is measured by a thermometer 2.

Для измерения усилий разрыва используется пружинный динамометр 11, соединенный тросом 12 с лебедкой 13, которая приводится во вращательное движение вручную или механически. Для точной фиксации усилия при разрыве испытуемого образца 5 используется ползун 15, перемещаемый стрелкой 14 динамометра, при этом ползун 15 в силу горизонтального его расположения не сползает и остается на месте после разрыва образца 5 и возвращения стрелки 14 в нулевое положение. Уровень охлаждающей жидкости незначительно на 5-10 мм превышает уровень расположения образца 5. Испытуемый образец 5 выдерживают 2-3 мин, затем начинают нагружать растягивающим усилием - вращением лебедки 13; под воздействием натяжения троса 12 через динамометр 11, зацепленный за проушину 7 на каретке 8, обеспечивающей перемещение первой проушины для закрепления испытуемого образца 16 и первого барабана 17, усилие передается на испытуемый образец 5, и он растягивается. Стрелка 14 динамометра перемещается, фиксируя величину усилия при наступлении предела текучести и предела прочности на разрыв и воздействуя на ползун 15, который в момент разрыва остается на отметке, соответствующей усилию разрыва образца 5, и регистрируется визуально или с помощью записывающего устройства, тогда как стрелка 14 возвращается на нулевую отметку.To measure the breaking forces, a spring dynamometer 11 is used, connected by a cable 12 to a winch 13, which is rotationally driven manually or mechanically. To accurately record the force at break of the test sample 5, a slider 15 is used, moved by the arrow 14 of the dynamometer, while the slider 15 does not slide due to its horizontal position and remains in place after breaking the sample 5 and returning the arrow 14 to the zero position. The level of coolant is slightly 5-10 mm higher than the level of arrangement of sample 5. The test sample 5 is held for 2-3 minutes, then they begin to load with a tensile force - rotation of the winch 13; under the influence of the tension of the cable 12 through the dynamometer 11, hooked to the eye 7 on the carriage 8, providing movement of the first eye to secure the test sample 16 and the first drum 17, the force is transmitted to the test sample 5, and it stretches. The arrow 14 of the dynamometer moves, fixing the magnitude of the force when the yield strength and tensile strength are reached and acting on the slider 15, which at the moment of breaking remains at the mark corresponding to the tensile strength of the sample 5, and is recorded visually or using a recording device, while arrow 14 returns to zero.

Использование заявленной установки дает возможность уменьшить время испытаний нитей в 10-15 раз, повысить эффективность испытаний и увеличить чувствительность испытаний в момент ручного нагружения нитевидных материалов, а главное возможность проведения экспресс испытаний нитевидных материалов.Using the inventive installation makes it possible to reduce the time of testing the threads by 10-15 times, increase the efficiency of the tests and increase the sensitivity of the tests at the time of manual loading of the filamentary materials, and most importantly the ability to conduct express tests of filamentary materials.

Источники информацииInformation sources

1. ГОСТ 11150-84. «Металлы. Испытания на растяжение при пониженных температурах»1. GOST 11150-84. “Metals. Tensile tests at low temperatures "

2. RU 2089873 С1, G01N 3/08, 10.09 1997.2. RU 2089873 C1, G01N 3/08, 10.09 1997.

3. ГОСТ 11262-80. Пластмассы. Метод испытания на растяжение.3. GOST 11262-80. Plastics. Tensile test method.

4. Устройство для испытания на прочность. Тирастер 2300. Тюрингер Индустриверк, Рауэнштайн, ГДР, 1989 - прототип.4. A device for testing the strength. Tiraster 2300. Thuringer Industrialverk, Rauenstein, East Germany, 1989 - prototype.

Claims (1)

Установка для испытаний пластиковых материалов на растяжение, содержащая термостатирующую емкость, механизм нагружения образца с элементами крепления образца, измеритель усилий разрыва и измеритель температур, отличающаяся тем, что в нее введен механизм распределения нагрузки, размещенный в термостатирующей емкости, выполненный в виде размещенных между элементами крепления образца барабанов с намотанными на них n витками (где n≥1) образца, преимущественно пластикового нитевидного материала, при этом поверхность барабана выполнена из материала, эластичность которого равна или меньше эластичности испытуемого материала. Installation for testing plastic materials in tension, containing a thermostatic container, a mechanism for loading a sample with fastening elements of a sample, a tensile strength meter and a temperature meter, characterized in that a load balancing mechanism is inserted in it, placed in a thermostatic tank, made in the form placed between the fastening elements a sample of drums with n turns wound on them (where n≥1) of a sample, mainly plastic filamentary material, while the surface of the drum is made of material whose elasticity is equal to or less than the elasticity of the test material.
RU2008133915/28A 2008-08-18 2008-08-18 Installation for tensile testing plastic materials RU2390000C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008133915/28A RU2390000C1 (en) 2008-08-18 2008-08-18 Installation for tensile testing plastic materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008133915/28A RU2390000C1 (en) 2008-08-18 2008-08-18 Installation for tensile testing plastic materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008133915A RU2008133915A (en) 2010-02-27
RU2390000C1 true RU2390000C1 (en) 2010-05-20

Family

ID=42127485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008133915/28A RU2390000C1 (en) 2008-08-18 2008-08-18 Installation for tensile testing plastic materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2390000C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104568586B (en) * 2015-01-08 2017-02-22 东南大学 Structure for testing breaking strength of film material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008133915A (en) 2010-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7500385B2 (en) System for in-situ optical measurement and sample heating during rheometric measurements
CN211262376U (en) Soft package lithium ion battery gas production testing arrangement
RU2390000C1 (en) Installation for tensile testing plastic materials
KR20120008123A (en) Method technology of non-destructive life prediction of aged overhead conductor
CN203024915U (en) Optical torsion testing device
RU2227282C1 (en) Sheet material tensile tester
CN209945904U (en) Thermal extension test device
CN201429483Y (en) Optical glass stress measuring device
RU133301U1 (en) STAND FOR TESTING AND DETERMINING THE PHYSICAL PARAMETERS OF AN OPTICAL CABLE
US8152364B2 (en) Method for measuring the creep of a thin film inserted between two rigid substrates, with one cantilever end
US2645935A (en) Beam loader apparatus
US2834204A (en) Filament clamp and tensile tester
US3570307A (en) Tensiometer
Kolz Applications in material science and cultural heritage
RU2772065C1 (en) Method for measuring the adhesion of ice to surfaces made of different materials and research module for implementation thereof
EP4166927A1 (en) Device for determining the coefficient of dynamic friction of flexible planar and/or linear structures and a method for determining the coefficient of dynamic friction
JP3565404B2 (en) Method and apparatus for testing cracking of coating film
RU2164676C1 (en) Plant for diagnosis of bearing capacity of surface layers of article
Braginskii et al. Modified method of constructing the thermomechanical curves of polymer films
RU52485U1 (en) INSTALLATION FOR THERMODYNAMIC TESTS OF BIOPOLYMERS
SU851193A1 (en) Device for measuring solid material viscoelastic characteristics
Konecki et al. DURAMETR-A New Stand for Estimating the Durability of Textiles
SU129055A1 (en) Installation for investigating the effect of slip speed on frictional force and actual contact area
RU1789916C (en) Method of diagnosis of neck in a deformed specimen of austenite steel
SU1163198A1 (en) Method of strength testing of materials under bending

Legal Events

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

Effective date: 20130819