RU91627U1 - DEVICE FOR RESEARCH OF MICROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SOLIDS INDUCTION - Google Patents
DEVICE FOR RESEARCH OF MICROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SOLIDS INDUCTION Download PDFInfo
- Publication number
- RU91627U1 RU91627U1 RU2009118887/22U RU2009118887U RU91627U1 RU 91627 U1 RU91627 U1 RU 91627U1 RU 2009118887/22 U RU2009118887/22 U RU 2009118887/22U RU 2009118887 U RU2009118887 U RU 2009118887U RU 91627 U1 RU91627 U1 RU 91627U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indenter
- housing
- rigidly fixed
- aforementioned
- rack
- Prior art date
Links
Abstract
1. Прибор для исследования микромеханических характеристик твердых тел индентированием, содержащий основание с вертикальной стойкой с направляющими и закрепленный на нем предметный столик для установки исследуемого образца, каретку, расположенную в направляющих стойки с возможностью ее относительного перемещения вдоль стойки и снабженную смонтированными на ней приводом перемещения, пружинным параллелограммом и рычажным арретиром, закрепленным на оси с возможностью его углового поворота и взаимодействующим в процессе работы с упором, полый корпус со сквозным окном в его боковой стенке и с соосно размещенным внутри него на плоскопараллельных пружинах штоком с жестко закрепленным на его конце индентором, смонтированный внутри корпуса с помощью держателя нагружатель индентора, установленный с возможностью перемещения вдоль оси корпуса и кинематически связанный с вышеупомянутым приводом его перемещения через вышеуказанное окно в боковой стенке корпуса, а также средства регистрации усилия нагружения и глубины внедрения индентора, отличающийся тем, что нагружатель индентора выполнен в виде соосно установленных между собой с равномерным зазором сердечника из магнитострикционного материала с аномально большой магнитострикцией и охватывающего его постоянного магнита, причем магнит жестко закреплен в держателе, а сердечник жестко соединен со штоком соосно с ним и является его составной частью, корпус с помощью вышеупомянутого параллелограмма соединен с кареткой, а взаимодействующий с рычажным арретиром упор жестко закреплен снаружи его боковой поверхности. ! 2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что в �1. A device for studying the micromechanical characteristics of solids by indentation, containing a base with a vertical rack with guides and a stage mounted on it for installing the test sample, a carriage located in the rails of the rack with the possibility of its relative movement along the rack and equipped with a movement drive mounted on it, a spring parallelogram and a lever arrester mounted on an axis with the possibility of its angular rotation and interacting with the emphasis during operation m, a hollow body with a through window in its side wall and with a rod coaxially placed inside it on plane-parallel springs with an indenter rigidly fixed at its end, an indenter loader mounted inside the body with a holder, mounted to move along the body axis and kinematically connected with the aforementioned a drive for moving it through the aforementioned window in the side wall of the housing, as well as means for recording the loading force and the indenter penetration depth, characterized in that the indenter is made in the form of a coaxially mounted core with a uniform core gap of magnetostrictive material with an anomalously large magnetostriction and a permanent magnet covering it, the magnet being rigidly fixed in the holder, and the core being rigidly connected to the rod coaxially with it and is its component part, housing using of the aforementioned parallelogram is connected to the carriage, and the stop interacting with the lever arrester is rigidly fixed outside its side surface. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that in �
Description
Предлагаемый прибор относится к области определения механических свойств твердых тел путем внедрения индентора в исследуемую поверхность и касается конструкции микротвердомера с непрерывной записью диаграммы его внедрения в координатах «нагрузка - глубина внедрения».The proposed device relates to the field of determining the mechanical properties of solids by introducing an indenter into the test surface and relates to the design of a microhardness meter with continuous recording of its introduction diagram in coordinates “load - penetration depth”.
Известен прибор для измерения твердости материалов (а.с. №1439463 кл. G01N, 3/42), содержащий основание, предметный столик для образца, корпус измерительной системы, внутри которого и соосно с ним расположены шток с индентором на конце и нагружатель, в качестве которого использован пьезокерамический стержень. Кроме этого прибор содержит средства измерения нагрузки и глубины внедрения индентора, возбудитель механических колебаний штока индентора и преобразователь этих колебаний в электрические сигналы, которые могут быть выполнены как в виде пьезопреобразователей, так и в виде индуктивных катушек. Перемещение и нагружение индентора обеспечивается подачей возрастающего напряжения на пьезокерамический стержень, удлинение которого приводит к сближению индентора с поверхностью образца, что отслеживает дифференциальный датчик перемещения.A known device for measuring the hardness of materials (and.with. No. 1439463 class. G01N, 3/42) containing a base, a stage for the sample, the housing of the measuring system, inside which are located and coaxially with the rod with an indenter at the end and a loader, in the quality of which is used piezoceramic rod. In addition, the device contains means for measuring the load and the depth of penetration of the indenter, the causative agent of mechanical vibrations of the indenter rod and a converter of these vibrations into electrical signals, which can be made both in the form of piezoelectric transducers and in the form of inductive coils. The movement and loading of the indenter is ensured by supplying an increasing voltage to the piezoceramic rod, the extension of which leads to the indenter approaching the surface of the sample, which monitors the differential displacement sensor.
Недостаток его состоит в том, что он обеспечивает небольшую глубину внедрения индентора (≤15 мкм), что существенно ограничивает его возможности при измерении микротвердости различных материалов.Its disadvantage is that it provides a small depth of penetration of the indenter (≤15 μm), which significantly limits its capabilities when measuring the microhardness of various materials.
Известен также прибор для измерения твердости (патент РФ №2029283 Кл. G01N, 3/42), содержащий корпус, соосно размещенные внутри него нагружатель и полый шток, на конце которого закреплены два коаксиально расположенных между собой стакана с тензодатчиками на их боковой поверхности.A device for measuring hardness is also known (RF patent No. 2029283 Cl. G01N, 3/42), comprising a housing, a coaxially placed loader and a hollow rod, at the end of which are fixed two coaxially spaced cups with strain gauges on their lateral surface.
В качестве нагружателя используется электромагнит, полый якорь которого закреплен на корпусе через упругие пластины, а расположенный внутри якоря шток взаимодействует с ними через фланцы с закрепленными на них тензодатчиками. Внутри штока размещен волоконно-оптический световод, к торцу фронтальной линзы которого жестко закреплен индентор так, что его вершина находится в фокальной плоскости объектива световода для получения резкого изображения поверхности детали, а сам он соединен токосъемником с электронным блоком для обработки информации об электрических явлениях, происходящих при царапаний.An electromagnet is used as a loader, the hollow armature of which is fixed to the body through elastic plates, and the rod located inside the armature interacts with them through flanges with strain gauges fixed to them. A fiber-optic fiber is placed inside the rod, an indenter is rigidly fixed to the end of the front lens so that its vertex is in the focal plane of the fiber lens to obtain a sharp image of the surface of the part, and it is connected by the current collector to the electronic unit for processing information about electrical phenomena occurring when scratching.
Испытательная нагрузка на шток прикладывается путем подачи на катушку электромагнита линейно развертывающегося во времени напряжения до достижения заданного усилия нагружения, что фиксируется тензодатчиком. Одновременно с этим оптопарой регистрируется глубина внедрения или площадь контакта. Прибор позволяет не только измерять микротвердость, но и проводить исследования при царапаний.The test load on the rod is applied by applying to the coil of the electromagnet a voltage linearly developing in time until the specified loading force is reached, which is recorded by the strain gauge. Simultaneously with this optocoupler, the penetration depth or contact area is recorded. The device allows not only to measure microhardness, but also to conduct studies with scratches.
Недостаток известного прибора состоит в его сравнительно высоком энергопотреблении, связанным с питанием катушки электромагнита. Кроме того, в процессе эксплуатации происходит нагрев катушки и расположенного внутри нее штока, температурные деформации которого сказываются на точности определения твердости.A disadvantage of the known device is its relatively high power consumption associated with powering an electromagnet coil. In addition, during operation, the coil and the rod located inside it are heated, the thermal deformation of which affects the accuracy of determining hardness.
Решением, наиболее близким к предложенному по своему функциональному назначению и конструктивному исполнению, является известный прибор для исследования микромеханических характеристик твердых тел индентированием (Свидетельство на полезную модель №6065 от 04.03.97 кл. G01N, 3/48) с непрерывной регистрацией кинетики процесса внедрения индентора в координатах «нагрузка - глубина внедрения».The solution closest to the proposed functional purpose and design is a well-known device for studying the micromechanical characteristics of solids by indentation (Utility Model Certificate No. 6065 dated 04.03.97 class G01N, 3/48) with continuous registration of the kinetics of the indenter implantation process in coordinates "load - depth of implementation".
Прибор содержит основание с вертикальной стойкой с направляющими и закрепленный на нем предметный столик для установки исследуемого образца. В направляющих стойки установлена каретка с возможностью ее относительного перемещения вдоль стойки от ручного привода. На каретке размещен привод перемещения нагружателя и рычажный арретир, закрепленный на оси с возможностью его углового поворота.The device contains a base with a vertical stand with guides and a stage mounted on it for installation of the test sample. A carriage is installed in the rails of the rack with the possibility of its relative movement along the rack from the manual drive. On the carriage there is a drive for moving the loader and a lever lock, mounted on an axis with the possibility of its angular rotation.
Кроме того, с помощью пружинного параллелограмма с кареткой связан стакан, снаружи боковой стенки которого жестко закреплен упор, с которым в процессе работы взаимодействует вышеупомянутый арретир, обеспечивая опускание стакана при его повороте и, тем самым, прижим исследуемого образца к плоскости предметного столика.In addition, with the help of a spring parallelogram, a cup is connected to the carriage, the stop is rigidly fixed on the outside of the side wall with which the aforementioned arrester interacts during operation, ensuring that the cup is lowered when it is rotated and, thus, the test sample is pressed against the plane of the stage.
Внутри стакана с помощью шариковых направляющих подвижно установлен обращенный днищем вверх полый корпус, а внутри этого корпуса и соосно с ним на плоскопараллельных пружинах установлен шток с жестко закрепленным на его конце индентором.A hollow body facing the bottom upwards is movably mounted inside the glass with ball guides, and a rod with an indenter rigidly fixed at its end is installed inside the housing and coaxially with it on plane-parallel springs.
Осевое перемещение нагружателя обеспечивается держателем, выполненным в виде подводимого изнутри к днищу корпуса упора, для чего в боковой стенке корпуса выполнено сквозное окно. Этот держатель с помощью ременной и реечной передачи связан с вышеупомянутым приводом его перемещения.Axial movement of the loader is provided by the holder, made in the form of an abutment, which is supplied from the inside to the bottom of the housing, for which a through window is made in the side wall of the housing. This holder by means of a belt and rack and pinion transmission is connected with the aforementioned drive of its movement.
Таким образом, нагружение индентора обеспечивается массой полого корпуса, передающей нагрузку на шток через плоскопараллельные пружины. При необходимости создать нагрузку больше этой массы сверху корпуса может быть установлен дополнительный груз.Thus, the indenter loading is ensured by the mass of the hollow body, which transfers the load to the rod through plane-parallel springs. If necessary, to create a load greater than this mass, an additional load can be installed on top of the housing.
Регистрация усилия внедрения обеспечивается с помощью встроенного внутри корпуса механотронного преобразователя, а регистрация глубины внедрения - с помощью магнитоуправляемого электронного преобразователя, постоянный магнит которого жестко закреплен на оправке рядом с алмазным индентором, а сам преобразователь - на внутренней поверхности стакана рядом с этим магнитом.Registration of the insertion force is provided using a mechatronic converter integrated inside the housing, and registration of the insertion depth is provided using a magnetically controlled electronic converter, the permanent magnet of which is rigidly fixed to the mandrel next to the diamond indenter, and the converter itself is located on the inner surface of the glass next to this magnet.
Обеспечивая непрерывную запись диаграммы внедрения индентора в координатах "нагрузка - глубина внедрения", достаточно четкую фиксацию нуля на этой диаграмме и возможность исследования микроползучести во времени, этот прибор имеет тот недостаток, что неопределенная часть нагрузки теряется в шариковых направляющих, а кроме того, вследствие возможной неравномерности процесса трения и вращения шариков не исключена инерционность нагружения, т.е. динамическая составляющая нагрузки на индентор.Providing continuous recording of the indenter penetration diagram in the coordinates “load - penetration depth”, sufficiently clear zero fixation on this diagram and the possibility of studying microcreep in time, this device has the disadvantage that the indefinite part of the load is lost in ball guides, and in addition, due to the possible non-uniformity of the process of friction and rotation of the balls, inertia of loading is possible dynamic component of the load on the indenter.
Вместе с тем установлено (Dengel D. Einsatz der Mikroharteprufung zur Charakterisierung von Randschichten // HTM: Harter.-techn. Mitt-1998, v.53, N.5. C.312-321), что со снижением усилия испытания и, следовательно, при меньшем отпечатке, значения твердости материалов с гомогенной твердостью в общем растут и что закон подобия при этом нарушается. Это стало, во-первых, причиной деления существующих методов измерения твердости по Виккерсу, Кнуппу, Берковичу на диапазоны: макротвердости (F>50 H), малой твердости (2H≤F≤50 H), микротвердости (0,1 H≤F≤2 H) и даже ультрамикротвердости (F<0,1 H); а во-вторых, привело к практическому выводу о том, что сопоставление различных материалов по твердости может быть корректным лишь в том случае, если они определены при одинаковых нагрузках.However, it was established (Dengel D. Einsatz der Mikroharteprufung zur Charakterisierung von Randschichten // HTM: Harter.-techn. Mitt-1998, v.53, N.5. C.312-321) that with a decrease in the test force and, therefore, with a smaller print, the hardness values of materials with homogeneous hardness generally increase and that the law of similarity is violated. This was, firstly, the reason for dividing the existing methods for measuring hardness according to Vickers, Knupp, Berkovich into the ranges: macrohardness (F> 50 H), low hardness (2H≤F≤50 H), microhardness (0.1 H≤F≤ 2 H) and even ultramicrohardness (F <0.1 H); and secondly, it led to the practical conclusion that the comparison of different materials by hardness can only be correct if they are determined at the same loads.
Известно также, что процессы трения и изнашивания материалов в наибольшей мере локализованы в поверхностных слоях. Для повышения долговечности узлов трения существуют различные методы поверхностной термообработки, упрочнения этих слоев нанесением на них тонких покрытий и т.д. В связи с этим методы измерения микротвердости и ультрамикротвердости тонких поверхностных слоев становятся все более востребованными в исследовательской практике, а конструкции приборов - все более совершенными как в отношении методов нагружения, так и в отношении точности измерения создаваемых усилий.It is also known that the processes of friction and wear of materials are most localized in the surface layers. To increase the durability of friction units, there are various methods of surface heat treatment, hardening of these layers by applying thin coatings on them, etc. In this regard, the methods of measuring microhardness and ultramicrohardness of thin surface layers are becoming more popular in research practice, and the design of devices is becoming more sophisticated both in relation to loading methods and in terms of the accuracy of measuring the generated forces.
Таким образом, задача, которая была поставлена при усовершенствовании известного микротвердомера, состояла в обеспечении безинерционности нагружения и тем самым в повышении точности определения исследуемых на нем характеристик материалов.Thus, the task that was set to improve the well-known microhardness tester was to ensure inertia-free loading and thereby increase the accuracy of determining the characteristics of materials studied on it.
Эта задача решается тем, что в приборе для исследования микромеханических характеристик твердых тел индентированием, содержащем основание с вертикальной стойкой с направляющими и закрепленный на нем предметный столик для установки исследуемого образца, каретку, расположенную в направляющих стойки с возможностью ее относительного перемещения и снабженную смонтированными на ней приводом перемещения, пружинным параллелограммом и рычажным арретиром, закрепленным на оси с возможностью его углового поворота и взаимодействующим в процессе работы с упором, полый конус со сквозным окном в его боковой стенке и с соосно размещенным внутри него на плоскопараллельных пружинах штоком с жестко закрепленным на его конце индентором, смонтированный внутри корпуса с помощью держателя нагружатель индентора, установленный с возможностью перемещения вдоль оси корпуса и кинематически связанный с вышеупомянутым приводом его перемещения через вышеуказанное окно в боковой стенке корпуса, а также средства регистрации усилия нагружения и глубины внедрения индентора, нагружатель индентора выполнен в виде соосно установленных между собой с равномерным зазором сердечника из магнитострикционного материала с «гигантской» магнитострикцией и охватывающего его постоянного магнита, причем магнит жестко закреплен в держателе, а сердечник жестко соединен со штоком соосно с ним и является его составной частью, корпус с помощью вышеупомянутого параллелограмма соединен с кареткой, а взаимодействующий с рычажным арретиром упор жестко закреплен снаружи его боковой поверхности.This problem is solved by the fact that in the device for studying the micromechanical characteristics of solids by indentation, containing a base with a vertical rack with guides and an object stage mounted on it for installing the test sample, a carriage located in the rails of the rack with the possibility of its relative movement and equipped with mounted on it a movement drive, a spring parallelogram and a lever arrester mounted on an axis with the possibility of its angular rotation and interacting in the process all work with an emphasis, a hollow cone with a through window in its side wall and with a rod coaxially placed inside it on plane-parallel springs with an indenter rigidly fixed at its end, an indenter loader mounted inside the housing with a holder, mounted to move along the axis of the housing and kinematically associated with the aforementioned drive of its movement through the aforementioned window in the side wall of the housing, as well as means for recording the loading force and the depth of penetration of the indenter, indenter The ora is made in the form of a core coaxially mounted with a uniform gap of magnetostrictive material with “giant” magnetostriction and a permanent magnet enclosing it, the magnet being rigidly fixed in the holder and the core being rigidly connected to the rod coaxially with it and is its component part, the casing using the aforementioned parallelogram is connected to the carriage, and the stop interacting with the lever arrester is rigidly fixed outside its side surface.
В качестве материала, обладающего аномально большой, т.е. «гигантской» магнитострикцией, целесообразно использовать сплав или систему сплавовредкоземельных металлов с железом, в частности, (Tb и/или Sm, Dy, Er и т.д.) Fe2.As a material having an anomalously large, i.e. “Giant” magnetostriction, it is advisable to use an alloy or a system of rare-earth metal alloys with iron, in particular (Tb and / or Sm, Dy, Er, etc.) Fe 2 .
Для компенсации собственного веса штока и упрощения тарировки прибора шток целесообразно подпружинить, для чего достаточно, например, установить на него пружину сжатия, контактирующую своими торцами с выполненными для этой цели буртиком в верхней части штока и опорным буртиком в нижней части корпуса.To compensate for the dead weight of the rod and to simplify the calibration of the device, it is advisable to spring up the rod, for which it is enough, for example, to install a compression spring on it, contacting its ends with a shoulder in the upper part of the rod and a supporting shoulder in the lower part of the body.
Предлагаемый прибор иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1 и 2.The proposed device is illustrated by the drawings shown in figures 1 and 2.
На фиг.1 изображена его принципиальная схема.Figure 1 shows its circuit diagram.
На фиг.2 - вариант конструкции прибора с разгруженным штоком.Figure 2 is a variant of the design of the device with the unloaded stem.
Прибор (фиг.1) содержит массивное основание 1 с вертикальной стойкой 2 и расположенный на основании 2-х координатный предметный столик 3 для установки исследуемого образца 4. В направляющих стойки 2 установлена каретка 5 с возможностью ее относительного перемещения от встроенного в нее ручного привода 6 с маховичком.The device (Fig. 1) contains a massive base 1 with a vertical strut 2 and a 2-coordinate stage 3 located on the base for installing the test sample 4. In the guides of the strut 2 there is a carriage 5 with the possibility of its relative movement from the built-in manual drive 6 with the handwheel.
Полый корпус 7 прибора связан с кареткой с помощью плоскопараллельных пружин 8, образующих пружинный параллелограмм. Жесткость пружин при необходимости может регулироваться установкой дополнительных пластин 9.The hollow body 7 of the device is connected to the carriage by means of plane-parallel springs 8, forming a spring parallelogram. The stiffness of the springs, if necessary, can be adjusted by installing additional plates 9.
На каретке 5 смонтированы также привод 10 перемещения нагружателя индентора и рычажный арретир 11, закрепленный на оси с возможностью углового поворота. Кроме того, на ней жестко закреплены две консольные пластины 12, их свободные концы введены внутрь корпуса 7, в боковой стенке которого для этой цели выполнено по крайней мере одно сквозное окно. На наружной поверхности корпуса жестко закреплен упор 13, с которым взаимодействует арретир 11. Благодаря этому в исходном положении прибора, когда вес корпуса 7 воспринимается зафиксированным в определенном положении арретиром, плоскопараллельные пружины 8 оказываются разгруженными.On the carriage 5, a drive 10 for moving the indenter loader and a linkage 11 mounted on an axis with the possibility of angular rotation are also mounted. In addition, two cantilever plates 12 are rigidly fixed on it, their free ends inserted into the housing 7, in the side wall of which at least one through window is made for this purpose. On the outer surface of the housing, a stop 13 is fixedly fixed, with which the arrestor 11 interacts. Due to this, in the initial position of the device, when the weight of the housing 7 is perceived by the arrester fixed in a certain position, the plane-parallel springs 8 are unloaded.
На концах пластин 12 параллельно оси корпуса установлен винт 14 с сопряженным с ним держателем 15. С помощью, в частности, ременной передачи 16 винт кинематически связан с приводом 10 его вращения.At the ends of the plates 12, a screw 14 is mounted parallel to the axis of the housing with a holder 15 connected to it. Using, in particular, a belt drive 16, the screw is kinematically connected to the drive 10 of its rotation.
Внутри полого корпуса 7 и соосно с ним на плоскопараллельных пружинах 17 установлен шток 18 с жестко закрепленным на его конце индентором 19, в роли которого могут быть применены традиционные алмазные пирамиды, в частности, Берковича, Виккерса или Кнуппа.Inside the hollow body 7 and coaxially with it on plane-parallel springs 17, a rod 18 is mounted with an indenter 19 rigidly fixed at its end, in the role of which traditional diamond pyramids, in particular Berkovich, Vickers or Knupp, can be used.
В качестве нагружателя индентора использованы сопряженные между собой с небольшим (≤1 мм) зазором сердечник 21 и охватывающий его постоянный магнит 20, которые установленны соосно со штоком 18. При этом сам магнит жестко закреплен в держателе 15 и может перемещаться вдоль штока, а сердечник жестко встроен в шток и является его неотъемлемой частью.A core 21 and a permanent magnet 20 surrounding it, which are coaxially with the rod 18, are used as an indenter loader, and the magnet itself is rigidly fixed in the holder 15 and can move along the rod, and the core is rigidly integrated into the stem and is an integral part of it.
Материал сердечника выбран из условия его деформации (удлинения) при наложении на него магнитного поля (т.н. свойство магнитострикции), что обеспечивает бесконтактное, а следовательно плавное перемещение и нагружение индентора. Учитывая, что глубина внедрения индентора при измерении микротвердости различных материалов может достигать порядка 25…100 мкм, этот материал должен обладать аномально большой, т.е. «гигантской» магнитострикцией, которая существенно выше, чем у традиционных материалов такого типа, например, как никель, пермендюр, альфер и т.д. В качестве такого материала целесообразно использовать сплав или систему сплавов редкоземельных металлов с железом, в частности, (Tb и/или Sm, Dy, Er и т.д.)Fe2.The core material is selected from the condition of its deformation (elongation) when a magnetic field is applied to it (the so-called magnetostriction property), which ensures non-contact, and therefore smooth movement and loading of the indenter. Considering that the indenter penetration depth when measuring the microhardness of various materials can reach about 25 ... 100 microns, this material should have an anomalously large, i.e. “Giant” magnetostriction, which is significantly higher than that of traditional materials of this type, for example, nickel, permendure, alpha, etc. As such material, it is advisable to use an alloy or a system of alloys of rare-earth metals with iron, in particular (Tb and / or Sm, Dy, Er, etc.) Fe 2 .
Регистрация усилия внедрения обеспечивается с помощью тензодатчиков 22, закрепленных на плоскопараллельных пружинах 17 и электрически соединенных между собой по известной дифференциальной схеме, а регистрация глубины внедрения индентора обеспечивается, в частности, с помощью известного магнитоуправляемого электронного преобразователя, постоянный магнит 23 которого жестко закреплен на штоке 18, а преобразователь 24 - на внутренней стенке корпуса в зоне действия поля этого магнита.Registration of the insertion force is provided using strain gauges 22 mounted on plane-parallel springs 17 and electrically connected to each other according to a known differential circuit, and registration of the penetration depth of the indenter is provided, in particular, by means of a known magnetically controlled electronic transducer, the permanent magnet 23 of which is rigidly fixed to the rod 18 and the transducer 24 is on the inner wall of the housing in the field of action of the field of this magnet.
Блоки питания, а также средства усиления, преобразования и записи сигналов от соответствующих датчиков на чертеже не показаны.Power supplies, as well as means of amplification, conversion and recording signals from the respective sensors are not shown in the drawing.
Чтобы упростить тарировку прибора путем исключения массы штока из развиваемого нагружателем усилия, прибор может быть снабжен (см. фиг.2) охватывающей шток пружиной сжатия 25, которая расположена между удерживающими шток плоскопараллельными пружинами и упирается в буртики 26 и 27, выполненные для этой цели соответственно в верхней части штока и внутри нижней части корпуса.To simplify the calibration of the device by eliminating the mass of the rod from the force developed by the loader, the device can be equipped with a compression spring 25 (see FIG. 2), which is located between the plane-parallel springs holding the rod and abuts against flanges 26 and 27, made for this purpose, respectively in the upper part of the stem and inside the lower part of the housing.
Работа на приборе осуществляется следующим образом.Work on the device as follows.
Образец 4 устанавливают на предметный столик 3. Вращением маховичка 6 подводят корпус 7 к поверхности образца на расстояние примерно 2 мм. Затем выводят арретир 11 из его фиксированного положения и, плавно поворачивая его, опускают корпус 7 на плоскость образца, прижимая его к предметному столику и выбирая тем самым возможные люфты, перекосы и упругие деформации, которые могли бы сказаться на точности измерения.Sample 4 is mounted on a stage 3. By rotating the handwheel 6, the housing 7 is brought to the surface of the sample at a distance of about 2 mm. Then, the arrestor 11 is removed from its fixed position and, turning it smoothly, lower the housing 7 onto the plane of the sample, pressing it to the stage and thereby choosing possible backlashes, distortions and elastic deformations that could affect the measurement accuracy.
Включают самописцы средств регистрации усилия нагружения и глубины внедрения индентора, а затем привод 10 осевого перемещения магнита 20.The recorders include means for recording the loading force and the depth of penetration of the indenter, and then the drive 10 of the axial movement of the magnet 20.
Медленно надвигая его на сердечник 21, плавно повышают напряженность магнитного поля и тем самым магнитострикцию материала сердечника, а после касания индентора с образцом - безинерционную нагрузку на индентор 19 до необходимой величины (в зависимости от механических свойств исследуемого материала). Скорость нагружения составляет при этом порядка 0,05-1,00 сН/с.Slowly pushing it onto the core 21, gradually increase the magnetic field strength and thereby the magnetostriction of the core material, and after touching the indenter with the sample, the inertia-free load on the indenter 19 to the required value (depending on the mechanical properties of the material under study). The loading rate is about 0.05-1.00 cN / s.
При необходимости может быть сделана выдержка под постоянной нагрузкой, например, при исследовании ползучести материалов.If necessary, exposure can be done under constant load, for example, when studying the creep of materials.
Снятие нагрузки осуществляется реверсированием двигателя. При этом происходит упругое восстановление отпечатка, которое обусловливает обратное перемещение индентора.The load is removed by reversing the engine. In this case, the elastic restoration of the imprint occurs, which determines the reverse movement of the indenter.
Весь процесс нагружения - выдержки - разгрузки записывается на диаграмме нагружения в координатах «нагрузка - глубина внедрения», обработкой которой получают комплекс физико-механических свойств исследуемого материала, таких, например, как пределы текучести и прочности, микротвердости и модуля упругости, ползучести и показателей упрочнения и т.д.The entire process of loading - holding - unloading is recorded on the loading diagram in the coordinates "load - penetration depth", the processing of which gives a set of physicomechanical properties of the material under study, such as, for example, yield strengths, microhardness and elastic modulus, creep and hardening indices etc.
Предложенное решение существенно упрощает конструкцию прибора в сравнении с прототипом, в частности отпадает необходимость в стакане с шариковыми направляющими, обусловливающими неконтролируемые потери на трение. Кроме того, исключаются температурные деформации штока, характерные при использовании в микротвердомерах электромагнитов, особенно при длительных испытаниях ползучести. И самое главное, исключена динамическая составляющая нагружения, поскольку на шток с сердечником не действуют никакие внешние силы, кроме плавно регулируемого магнитного поля.The proposed solution significantly simplifies the design of the device in comparison with the prototype, in particular, there is no need for a glass with ball guides, causing uncontrolled friction losses. In addition, thermal deformations of the rod, characteristic of using electromagnets in microhardness meters, are excluded, especially during lengthy creep tests. And most importantly, the dynamic component of loading is excluded, since no external forces act on the rod with the core, except for a continuously adjustable magnetic field.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118887/22U RU91627U1 (en) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | DEVICE FOR RESEARCH OF MICROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SOLIDS INDUCTION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009118887/22U RU91627U1 (en) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | DEVICE FOR RESEARCH OF MICROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SOLIDS INDUCTION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU91627U1 true RU91627U1 (en) | 2010-02-20 |
Family
ID=42127391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009118887/22U RU91627U1 (en) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | DEVICE FOR RESEARCH OF MICROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SOLIDS INDUCTION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU91627U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU171973U1 (en) * | 2017-03-10 | 2017-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный политехнический университет" | DEVICE FOR DETERMINING THE STRENGTH OF GEOSYNTHETIC MATERIALS DYNAMIC FORDING |
| CN108072581A (en) * | 2018-01-31 | 2018-05-25 | 吉林大学 | The nano-indenter test instrument of high/low temperature-electromagnetic field compound condition loading |
| CN110926981A (en) * | 2019-12-10 | 2020-03-27 | 湖南工业大学 | Vertical dynamic mechanical analyzer |
| CN113640508A (en) * | 2021-07-19 | 2021-11-12 | 安徽桐康医疗科技股份有限公司 | Detection plate for fluorescence immunoassay quantitative analyzer |
-
2009
- 2009-05-19 RU RU2009118887/22U patent/RU91627U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU171973U1 (en) * | 2017-03-10 | 2017-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный политехнический университет" | DEVICE FOR DETERMINING THE STRENGTH OF GEOSYNTHETIC MATERIALS DYNAMIC FORDING |
| CN108072581A (en) * | 2018-01-31 | 2018-05-25 | 吉林大学 | The nano-indenter test instrument of high/low temperature-electromagnetic field compound condition loading |
| CN108072581B (en) * | 2018-01-31 | 2023-09-15 | 吉林大学 | High/low temperature-electromagnetic field composite condition loaded nanoindentation test instrument |
| CN110926981A (en) * | 2019-12-10 | 2020-03-27 | 湖南工业大学 | Vertical dynamic mechanical analyzer |
| CN113640508A (en) * | 2021-07-19 | 2021-11-12 | 安徽桐康医疗科技股份有限公司 | Detection plate for fluorescence immunoassay quantitative analyzer |
| CN113640508B (en) * | 2021-07-19 | 2024-02-27 | 安徽桐康医疗科技股份有限公司 | Detection plate for fluorescent immunity quantitative analyzer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11396690B2 (en) | Method of producing medically applicable titanium | |
| US5705741A (en) | Constant-force profilometer with stylus-stabilizing sensor assembly, dual-view optics, and temperature drift compensation | |
| RU91627U1 (en) | DEVICE FOR RESEARCH OF MICROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SOLIDS INDUCTION | |
| US11867666B2 (en) | Measuring system, measuring arrangement and method for determining measuring signals during a penetration movement of a penetration body into a surface of a test body | |
| US6755075B2 (en) | Ultra micro indentation testing apparatus | |
| CN104913974A (en) | Material micro-mechanical property biaxial tension-fatigue test system and test method thereof | |
| CN101520387A (en) | Low-dimension material dynamic tensile loading measurement system | |
| CN105372126A (en) | Microstructure observation device applicable to metal material bending deformation | |
| Ciampini et al. | Characterization of vibratory finishing using the Almen system | |
| CN111765996B (en) | Electromagnet suction and motion displacement measuring device | |
| CN206725476U (en) | Range-adjustable in-situ micro-nano impression/cut test device | |
| US20240102906A1 (en) | Microscope comprising a magnetic micromanipulator | |
| Suzuki et al. | Hardness measurement for metals using lightweight Herbert pendulum hardness tester with cylindrical indenter | |
| US6538434B1 (en) | Magnetically responsive device for measuring the thickness of magnetic films | |
| JPS62245131A (en) | Scratch testing machine | |
| JP2007051875A (en) | Frictional force correction method for stylus type step gage for measuring surface shape | |
| CN206862804U (en) | A kind of electronic type metal Rockwell apparatus | |
| RU185825U1 (en) | Device for measuring wear of samples on a friction machine | |
| CN207408251U (en) | A kind of diamond anvil cell and the detection device for being applicable in the diamond anvil cell | |
| RU2738201C1 (en) | Portable microhardness tester | |
| KR20160118427A (en) | Apparatus for Indentation Test | |
| CN107560763A (en) | A kind of experimental teaching flat board dynamometer | |
| CN105388060B (en) | A kind of milli ox magnitude instrumentation press fit instrument | |
| JP2003262577A (en) | Apparatus for evaluating young's modulus due to indentation fracture | |
| CN211826447U (en) | Magnet attraction testing arrangement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140520 |