RU2552121C2 - Production of specimens and testing them for two-axis stretching - Google Patents
Production of specimens and testing them for two-axis stretching Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552121C2 RU2552121C2 RU2013149315/28A RU2013149315A RU2552121C2 RU 2552121 C2 RU2552121 C2 RU 2552121C2 RU 2013149315/28 A RU2013149315/28 A RU 2013149315/28A RU 2013149315 A RU2013149315 A RU 2013149315A RU 2552121 C2 RU2552121 C2 RU 2552121C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rods
- fan
- tie
- working zone
- testing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу изготовления плоских образцов из высокоэластичных полимеров и других материалов, способных испытывать большие деформации в результате нагрузки, для проведения экспериментов на двухосное растяжение.The invention relates to a method for manufacturing flat samples from highly elastic polymers and other materials capable of experiencing large deformations as a result of loading, for conducting biaxial tension experiments.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является способ испытания на двухстороннее растяжение, в котором используется образец типа «крест» с рукавами прямоугольной формы, на которые равномерно нанесены надрезы, делящие рукав на прямоугольные полосы, (тяги), которые передают нагрузку к исследуемой области [A. Krawietz, F. Mathiak, Н. Nowack, K.-Н. Trautmann, US Patent No. 5144844 А МПК G01N 3/00, (8 September 1992)].The closest in technical essence and the achieved result to the proposed solution is a two-way tensile test method, in which a cross-type specimen is used with rectangular sleeves, on which cuts are evenly applied, dividing the sleeve into rectangular strips (traction), which transfer the load to the study area [A. Krawietz, F. Mathiak, N. Nowack, K.-N. Trautmann, US Patent No. 5144844 A IPC G01N 3/00, (September 8, 1992)].
Недостатком при испытании данной формы образца является то, что при больших деформациях происходит неравномерное нагружение рабочей зоны образца, где происходит исследование механических свойств материала, из-за неравномерного растяжения тяг, каждая из которых в процессе деформирования образца располагается под разным углом к оси растяжения, причем, этот угол будет увеличиваться в процессе деформирования образца. Кроме того, в месте захвата в рукавах тяги остаются не разрезанными до конца, при зажатии захваты сжимают образец (резину). Поскольку продольная длина захвата очень большая, резина сжимается, ей не куда деваться (объем ее не изменяется - коэффициент Пуассона = 0,5), поэтому резина вылезает из захвата в центре, т.е. в самом центре длина тяги становится длиннее, чем по краям, это еще больше придает неравномерность деформации рабочей зоны.The disadvantage in testing this shape of the sample is that during large deformations, the working area of the sample is unevenly loaded, where the mechanical properties of the material are studied, due to the uneven stretching of the rods, each of which is located at a different angle to the tensile axis during deformation of the sample , this angle will increase during deformation of the sample. In addition, at the grip point in the sleeves, the rods remain not completely cut; when clamped, the grips compress the specimen (rubber). Since the longitudinal grip length is very large, the rubber is compressed, it has nothing to do (its volume does not change - Poisson's ratio = 0.5), therefore, the rubber crawls out of the grip in the center, i.e. in the very center, the length of the traction becomes longer than at the edges, this further adds to the uneven deformation of the working area.
И, как следствие, возникает искажение полей деформации и напряжений в исследуемой области.And, as a result, a distortion of the deformation fields and stresses arises in the studied area.
Задачей создания изобретения является минимизация искажения полей деформации и напряжения рабочей зоны образца, а также создания однородного поля напряжений и деформаций в рабочей областиThe objective of the invention is to minimize distortion of the deformation fields and stresses of the working area of the sample, as well as creating a uniform field of stresses and deformations in the working area
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ изготовления образцов и испытания их на двухосное растяжение, заключающийся в выкраивании крестообразного образца из плоской пластины с заданной рабочей зоной и рукавами, равномерно разрезанными на тяги, передающими нагрузку, прикрепляемыми одним концом к рабочей зоне, а другим - к захватам испытательной машины, и отличительных существенных признаков, таких как тяги закрепляют в захватах веерообразно, при этом внутри рукава тяги в захватах располагают равномерно на одинаковом расстоянии друг от друга.The problem is solved using the signs specified in the 1st paragraph of the claims common to the prototype, such as a method for manufacturing samples and testing them for biaxial tension, which consists in cutting a cross-shaped sample from a flat plate with a given working area and sleeves uniformly cut into load transfer rods attached at one end to the working area and the other to the grips of the testing machine, and distinctive significant features, such as rods, are fixed in the grips in a fan-like fashion, at m inside the thrust sleeve grips in a uniformly equidistant from each other.
Согласно п.2 формулы изобретения тяги выполняют разного сечения по их длине, изменяя жесткость тяги с краю по сравнению с центральной тягой.According to claim 2 of the claims, the rods perform different sections along their length, changing the stiffness of the rod with the edge compared to the central rod.
Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - уменьшение искажения полей деформации и напряжений в исследуемой области за счет веерного расположения тяг в захватах испытательной машины, а также создания однородного поля напряжений и деформаций в рабочей областиThe above set of essential features allows you to get the following technical result - a decrease in the distortion of the deformation fields and stresses in the study area due to the fan arrangement of the rods in the grips of the testing machine, as well as the creation of a uniform stress and strain field in the work area
При этом каждый рукав имеет по две внешние тяги, остальные нарезанные тяги являются внутренними для рукава. Угол отклонения внешней тяги по одной оси растяжения зависит от максимальной деформации рабочей зоны образца вдоль противоположной оси и от длины тяг и подбирается таким образом, чтобы при максимальной деформации вдоль оси тяги развернулись и стали под углом 0° к оси растяжения.At the same time, each sleeve has two external links, the remaining chopped links are internal for the sleeve. The angle of deviation of the external thrust along one tensile axis depends on the maximum deformation of the working zone of the specimen along the opposite axis and on the length of the thrusts and is selected so that at maximum deformation along the thrust axis, steel also unfolds at an angle of 0 ° to the tensile axis.
На Фиг.1 представлен вид крестообразного образца с веерным расположением тяг.Figure 1 presents a view of a cruciform pattern with a fan arrangement of rods.
На Фиг.2. - двуосное растяжение плоского образца до деформации 90% в рабочей области, с закреплением тяг по прототипу.Figure 2. - biaxial tension of a flat sample to a strain of 90% in the work area, with the tie rods on the prototype.
На Фиг.3. - двуосное растяжение плоского образца до деформации 90% в рабочей области, с веерным расположением тяг.In figure 3. - biaxial tension of a flat sample to a strain of 90% in the working area, with a fan arrangement of rods.
Изобретение иллюстрируется нижеприведенным примером и чертежами Фиг.1-3.The invention is illustrated by the following example and the drawings of FIGS. 1-3.
В испытательном образце, вырезанном из плоской пластины исследуемого материала, имеется рабочая зона 1 для изучения механических свойств материала и четыре рукава для крепления образца в захваты 3 и передачи растягивающих нагрузок Fx, Fy через тяги 2 к рабочей зоне, представляющей собой квадратную область в центральной части образца. Одним концом тяги соединены с рабочей зоной, противоположный конец тяг вставляется веерообразно в зажимы испытательной машины. Важно разрезать рукава до конца с внешней стороны, а потом разносить их веером и зажимать в захваты. Внешние тяги каждого из четырех рукавов крепятся под расчетным углом α относительно двух взаимно перпендикулярных осей растяжения, а тяги внутри рукава равномерно располагаются в захвате на одинаковом расстоянии друг от друга.In the test specimen cut from a flat plate of the test material, there is a working zone 1 for studying the mechanical properties of the material and four sleeves for attaching the sample to the grippers 3 and transmitting tensile loads F x , F y through the rods 2 to the working zone, which is a square region in the central part of the sample. One end of the rod is connected to the working area, the opposite end of the rod is inserted fan-shaped into the clamps of the testing machine. It is important to cut the sleeves to the end from the outside, and then spread them out with a fan and clamp them into the grips. The external rods of each of the four arms are attached at a design angle α relative to two mutually perpendicular axes of tension, and the rods inside the arm are evenly located in the grip at the same distance from each other.
При достижении максимальной деформации по одной оси растяжения тяги разворачиваются вдоль второй оси растяжения. Тем самым уменьшается искажение полей деформации и напряжений в рабочей зоне за счет приложения растягивающей нагрузки под углом α к направлению растяжения.When maximum deformation is achieved along one tensile axis, the traction rolls along the second tensile axis. This reduces the distortion of the deformation fields and stresses in the working area due to the application of a tensile load at an angle α to the direction of tension.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013149315/28A RU2552121C2 (en) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Production of specimens and testing them for two-axis stretching |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013149315/28A RU2552121C2 (en) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Production of specimens and testing them for two-axis stretching |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013149315A RU2013149315A (en) | 2015-05-10 |
| RU2552121C2 true RU2552121C2 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53283514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013149315/28A RU2552121C2 (en) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Production of specimens and testing them for two-axis stretching |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2552121C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114184474B (en) * | 2021-12-08 | 2023-08-04 | 上海交通大学 | Tensile-shear coupling test method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU312171A1 (en) * | В. П. Никифоров | SAMPLE FOR STUDYING STRESS AND DEFORMATION OF HIGHLY ELASTIC MATERIALS | ||
| SU769399A1 (en) * | 1978-07-31 | 1980-10-07 | Институт Проблем Прочности Ан Украинской Сср | Device for testing planar cross-shaped specimens for biaxial tension |
| US5144844A (en) * | 1989-05-03 | 1992-09-08 | Innovationsgesellschaft Fur Fortgeschrittene Produktion-Ssysteme In Der Fahrzeugindustrie Mbh | Cruciform planar specimen for biaxial materials testing |
| RU2061239C1 (en) * | 1993-01-06 | 1996-05-27 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Stand for measuring deformation properties of knitted fabric |
-
2013
- 2013-10-31 RU RU2013149315/28A patent/RU2552121C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU312171A1 (en) * | В. П. Никифоров | SAMPLE FOR STUDYING STRESS AND DEFORMATION OF HIGHLY ELASTIC MATERIALS | ||
| SU769399A1 (en) * | 1978-07-31 | 1980-10-07 | Институт Проблем Прочности Ан Украинской Сср | Device for testing planar cross-shaped specimens for biaxial tension |
| US5144844A (en) * | 1989-05-03 | 1992-09-08 | Innovationsgesellschaft Fur Fortgeschrittene Produktion-Ssysteme In Der Fahrzeugindustrie Mbh | Cruciform planar specimen for biaxial materials testing |
| RU2061239C1 (en) * | 1993-01-06 | 1996-05-27 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Stand for measuring deformation properties of knitted fabric |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013149315A (en) | 2015-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7051600B1 (en) | Triaxial tension compression, shear testing apparatus | |
| Hu et al. | Effects of on-axis and off-axis tension on uniaxial mechanical properties of plain woven fabrics for inflated structures | |
| CN103471843B (en) | A kind of stretch bending multiaxle fatigue experimental mechanism | |
| CN110389070B (en) | Method for determining high-strength and high-elasticity lattice material | |
| Ewing et al. | The yield-point loads of singly-notched pin-loaded tensile strips | |
| Santulli | Post-impact damage characterisation on natural fibre reinforced composites using acoustic emission | |
| Lamkanfi et al. | Shape optimization of a cruciform geometry for biaxial testing of polymers | |
| KR101210694B1 (en) | Experimental device for measuring bond strenth of single fiber and specimen using the same | |
| CN106896028A (en) | Three dimensional fabric shearing, biaxial stretching experimental rig and method | |
| Belouar et al. | Structural performance of square concrete columns wrapped with CFRP sheets | |
| RU2552121C2 (en) | Production of specimens and testing them for two-axis stretching | |
| Shariati et al. | Numerical and experimental investigation of loading band on buckling of perforated rectangular steel plates | |
| Krasniqi et al. | Comparison of the behavior of GFRP reinforced concrete beams with conventional steel bars | |
| Hai-min et al. | Development and application of multi-functional biaxial tensile testing machine for geosynthetics | |
| Boehler et al. | Evolution of anisotropy in sheet-steels submitted to off-axes large deformations | |
| CN105606458A (en) | Two-time pressurization testing machine and method | |
| CN205981892U (en) | Long cube test piece axial tension test fixture | |
| Pedreschi | A preliminary study of the strength of non-prismatic columns using fabric formwork | |
| Degallaix et al. | Cyclic shearing behaviour of a unidirectional glass/epoxy composite | |
| Kadlec et al. | Strain Concentration during the compression of a Carbon/Epoxy Composite after impact | |
| AL-Shaarbaf et al. | Strength of reinforced concrete columns with transverse openings | |
| Bakonyi et al. | Development of a biaxial tensile grip for cyclic tensile tests of flexible technical textiles | |
| CN207336216U (en) | A kind of fixture for test specimen pure bending test | |
| CN104316393B (en) | Loading method for material biaxial tension-compression strength | |
| Jadhav et al. | Development of bench top biaxial tensile testing machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151101 |