RU2431127C1

RU2431127C1 - Stain gage

Info

Publication number: RU2431127C1
Application number: RU2010104602/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Бугаец (RU); Александр Иванович Бугаец; Алексей Федорович Кравченко (RU); Алексей Федорович Кравченко; Евгений Николаевич Потаенко (RU); Евгений Николаевич Потаенко; Станислав Михайлович Чиликов (RU); Станислав Михайлович Чиликов; Анатолий Васильевич Родионов (RU); Анатолий Васильевич Родионов
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-10-10

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: strain gage incorporates electric inductive transducer of displacements consisting of mutually moving coaxial casing and core, clamps for fastening on tested specimen, one rigidly jointed with transducer casing and another coupled with core by crossarm. Additionally, transducer incorporates parallel electric inductive transducer of displacements with smaller measurement range with its casing rigidly jointed with aforesaid main transducer while spring-loaded core tests on aforesaid crossarm.

EFFECT: possibility to determine all metal mechanical characteristics to comply with GOST 1497.

1 dwg

Description

Изобретение относится к технике испытаний материалов на прочность и жесткость при растяжении образцов. Датчик деформации является одним из основных метрологических приборов испытательных комплексов (машин), обеспечивающий измерение деформации при определении механических характеристик материалов в соответствии с ГОСТ 1497 и других.The invention relates to techniques for testing materials for strength and tensile stiffness of samples. The strain gauge is one of the main metrological instruments of test complexes (machines), which provides strain measurement when determining the mechanical characteristics of materials in accordance with GOST 1497 and others.

Известны различные системы измерения деформации. Наибольшее распространение получили приставные (съемные) датчики деформации, конструктивно представляющие собой корпус (параллелепипед), на противоположных гранях которого закреплены параллельные упругие балочки с наклеенными на них тензорезисторами, и с зажимами на концах для крепления на испытываемом образце. К недостаткам таких датчиков деформации следует отнести то, что реально допускаемая деформация их составляет не более 10% от базы измерения и, следовательно, они не могут использоваться при испытаниях до разрушения образцов конструкционных материалов, относительное удлинение которых составляет значительно большую величину (от 20% до 100%).Various deformation measurement systems are known. The most widely used are attached (removable) deformation sensors, structurally representing a body (parallelepiped), on the opposite faces of which parallel elastic beams are fixed with strain gages glued to them, and with clamps at the ends for mounting on the test sample. The disadvantages of such deformation sensors include the fact that their actual allowable deformation is not more than 10% of the measurement base and, therefore, they cannot be used in tests to fracture samples of structural materials, the elongation of which is much larger (from 20% to one hundred%).

Известны также датчики деформации, построенные на базе индуктивных преобразователей перемещений, например датчики фирмы MFL с ходом измерения до 500 мм, при этом база датчика (рабочий участок длины образца I₀) составляет до 200 мм. Такие датчики используются при определении временного сопротивления разрыву и относительного удлинения после разрыва. Такие датчики используются при определении временного сопротивления разрыву и относительного удлинения после разрыва. Однако эти датчики не могут применяться для определения предела пропорциональности, модуля упругости, предела текучести, так как при этом деформация образца на один-два порядка меньше полного хода датчика, и чувствительность датчика не может обеспечить требуемой точности измерения.Deformation sensors built on the basis of inductive displacement transducers are also known, for example, MFL sensors with a measurement course of up to 500 mm, and the sensor base (working length of the sample length I ₀ ) is up to 200 mm. Such sensors are used in determining the temporary tensile strength and elongation after rupture. Such sensors are used in determining the temporary tensile strength and elongation after rupture. However, these sensors cannot be used to determine the proportionality limit, elastic modulus, and yield strength, since the deformation of the sample is one or two orders of magnitude less than the full stroke of the sensor, and the sensitivity of the sensor cannot provide the required measurement accuracy.

В предлагаемой конструкции датчика деформации решена задача определения всех механических характеристик металлов в полном объеме в соответствии с ГОСТ 1497 - от предела пропорциональности до относительного удлинения после разрыва в процессе одного цикла нагружения одного образца путем оснащения датчика двумя преобразователями перемещений - больших и малых перемещений, работающих одновременно параллельно-последовательно.The proposed design of the strain gauge solves the problem of determining all the mechanical characteristics of metals in full in accordance with GOST 1497 - from the proportionality limit to elongation after rupture during one loading cycle of one specimen by equipping the gauge with two displacement transducers - large and small displacements operating simultaneously parallel-sequentially.

Принципиальное решение предлагаемого изобретения изображено на прилагаемом чертеже. Основными составными частями датчика деформации являются электрические индуктивные преобразователи перемещений, условно больших 1 и малых 2, корпуса которых жестко связаны между собой основанием 3, траверса 4, с которой жестко соединены сердечник 5 преобразователя 1 и направляющая штанга 6 и на которую (траверсу 4) опирается подпружиненный сердечник 7 преобразователя 2.The fundamental solution of the invention is shown in the attached drawing. The main components of the deformation sensor are electric inductive transducers of displacements, arbitrarily large 1 and small 2, the housings of which are rigidly connected to each other by a base 3, a cross-beam 4, to which the core 5 of the transducer 1 and the guide rod 6 are rigidly connected and on which (cross-beam 4) rests spring-loaded core 7 of the Converter 2.

Для закрепления на испытываемом образце датчик деформации снабжен двумя зажимами, один из которых (8) закреплен на траверсе 4, второй (9) посредством клеммового кронштейна 10 закреплен на корпусе преобразователя 1. Расстояние между зажимами 8 и 9 определяет длину (базу) исследуемого участка образца, величина которой может регулироваться перестановкой кронштейна 10, жестко фиксируемого с помощью винта 11.For fastening on the test sample, the deformation sensor is equipped with two clamps, one of which (8) is mounted on the traverse 4, the second (9) is fastened to the transducer housing 1 through the terminal bracket 10. The distance between the clamps 8 and 9 determines the length (base) of the sample section under study , the value of which can be adjusted by rearranging the bracket 10, rigidly fixed with a screw 11.

Датчик деформации работает в комплекте с блоком 12 усиления и управления и блоком 13 индикации, записи диаграммы деформирования «сила - деформация» и автоматической обработки результатов испытаний.The strain gauge works in conjunction with a block 12 gain and control and block 13 indication, recording the deformation diagram "force - strain" and automatic processing of test results.

Описанный предлагаемый датчик деформации работает следующим образом. На подготовленном к испытанию и установленном в захватах испытательной машины образец датчик деформации закрепляется с помощью зажимов 8 и 9. Перед началом нагружения к блоку 12 подключен преобразователь 2 малых перемещений. Затем в процессе нагружения при достижении предела текучести или другого значения деформации в пределах полного хода сердечника 7 преобразователь 2 отключается вручную или автоматически программно и подключается преобразователь 1, работающий до завершения испытаний или разрыва образца. Таким образом в процессе одного цикла испытаний одного образца определяются все механические характеристики материала (металла) по ГОСТ 1497.The described proposed strain gauge works as follows. On the sample prepared for the test and installed in the grips of the testing machine, the deformation sensor is fixed using clamps 8 and 9. Before starting loading, a small displacement transducer 2 is connected to block 12. Then, in the process of loading, when the yield strength or another strain value is reached within the full stroke of the core 7, the transducer 2 is switched off manually or automatically programmatically and the transducer 1 is connected, which works until the tests are completed or the specimen ruptures. Thus, in the course of one test cycle of one sample, all mechanical characteristics of the material (metal) are determined in accordance with GOST 1497.

Claims

A deformation sensor, including an electric, for example, inductive displacement transducer, consisting of mutually movable coaxial housings and a core, fixing clamps on the test sample, one of which is rigidly connected to the transducer housing, and the second to the transducer core by means of a beam, characterized in that it equipped with an additional parallel electrical displacement transducer with a smaller measurement limit, the body of which is rigidly connected to the body of the main displacement transducer ny, and the spring-loaded core rests on the crosshead of the core of the main transducer.