SU1033917A1

SU1033917A1 - Device for determination of modulus of elasticity temperature coefficient in bending

Info

Publication number: SU1033917A1
Application number: SU823428266A
Authority: SU
Inventors: Николай Васильевич Горяев; Борис Евгеньевич Новаковский; Леонид Гдальевич Эткин
Original assignee: Предприятие П/Я А-3697
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1983-08-07

Description

Изобретение относитс к испытательной технике, в частности к устройствам дл определени температурного коэффициента статического модул упругости при изгибе.The invention relates to a test apparatus, in particular, to devices for determining the temperature coefficient of a static modulus of elasticity in bending.

Известно устройство дл определени температурного коэффициента статического модул упругости при изгибе , содержащее основание, установленную на нем камеру, расположенный внутри камеры захват дл креплени испытуемого образца и приспособление дл измерени угла прогиба испытуемого образца Cl3.A device for determining the temperature coefficient of a static modulus of elasticity in bending, comprising a base, a camera mounted on it, a gripper located inside the chamber for fastening the test specimen and a device for measuring the angle of deflection of the test specimen Cl3, is known.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату вл етс устройство дл определени температурного коэффициента статического модул упругости при изгибе ,содержащее основание,х дилиндрическую термокамеру, закрепленную консольно на основании с возможностью вращени вокруг своей оси, расположенные внутри термокамеры активный и пассивный захваты дл креплени испытуемого образца, груз, закрепленный на активном захвате, и приспособление дл измерени угла прогиба испытуемого образца CZ.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for determining the temperature coefficient of the static modulus of elasticity in bending, which contains a base, x a cylindrical heat chamber fixed console on the base with the possibility of rotation around its axis, active and passive grips for attaching the test specimen, weight secured to the active grip, and a device for measuring the deflection angle of the test specimen CZ.

I ...„ -,I ... „-,

Недостаток указанн+ых устройствLack of specified + devices

I заключаетс в невысокой точности определени температурного коэффициента статического модул упругости при изгибе вследствие раскачивани образца из-за различного рода вибрационных нагрузок, возникающих при повороте термокамеры, от производственных вибраций, а также от случайных сейсмических воздействий.I consists in the low accuracy of determining the temperature coefficient of the static modulus of elasticity in bending due to the specimen rocking due to various types of vibration loads arising from the rotation of the thermal chamber, from industrial vibrations, as well as from random seismic effects.

Цель изобретени - повышение точности определени температурного коэффициента статического модул упругости при изгибе.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the temperature coefficient of the static modulus of elasticity in bending.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл определени температурного коэффициента статического модул упругости при изгибе, содержащее основание, цилиндрическую термокамеру, закрепленную коисольно на основании с возможностью вращени вокруг своей оси, расположенные внутри термокамеры активный и пассивный захваты дл креплени испытуемого образца, груз, закрепленный на активном захвате, и устройство дл измерени угла прогиба испытуемого образца, снабжено закрепленной на внутренней поверхности термокамерыThis goal is achieved by the fact that the device for determining the temperature coefficient of the static modulus of elasticity in bending, comprising a base, a cylindrical heat chamber, mounted on a coil base on the base with the possibility of rotation around its axis, active and passive grippers inside the heat chamber to fix the test sample, the weight fixed on active grip, and a device for measuring the deflection angle of the test specimen, provided with an attached on the inner surface of the heat chamber

опорной площадкой с двум регулируе-i мыми упорами, расположенными на одинаковом рассто нии от. оси термокаме-ры , двум плоскими пружинами, консольно закрепленными на площадке напротив упоров, двум рычагами, одни концы KOTopbtx закреплены на свободных концах соответствующих пружин, а другие концы выполнены в виде сферических наконечников, а груз имеет параллельные грани, расположенные симметрично относительно его центра масс, параллельнс плоскост м пружин и предназначенные дл взаимодействи со сферическими наконечниками рычагов .supporting platform with two adjustable stops, located at the same distance from. heat chamber axes, two flat springs, cantilevered on the platform opposite the stops, two levers, one KOTopbtx ends are fixed on the free ends of the respective springs, and the other ends are made in the form of spherical tips, and the load has parallel faces located symmetrically relative to its center of mass parallel to the planes of the springs and designed to interact with the spherical tips of the levers.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. FIG. 1 shows a diagram of the proposed device; in fig. 2, section A-A in FIG. one.

Устройство дл определени тем пературного коэффициента статического модул упругости при изгибе содержит основание (не показано), укрепленный на нем подшипниковый подвес 1, имеющий горизонтальную ось вращени . На подвесе 1 с помощью хвостовика 2 установлб;на цилиндрическа термокамера 3 ось которой совпадает с осью подвеса 1. На внутренней поверхности термокамеры 3 установлена опорна площадка с двум регулируемыми упорами 5 и 6, расположенными на одинаковом рассто нии от оси термокамеры 3. На опорной площадке Л напротив упоров 5 и 6 консольно закреплены две плоские пружины 7 и 8 и два рычага 9 и to, одни концы которых закреплены на свободных концах соответствующих пружин 7 и 8, а другие концы выполнены в виде сферических наконечников 11 и 12. На противоположной относительно подвеса 1 торцовой стенке 13 термокамеры 3 расположен пассивный захват И, предназначенный дл консольного закреплени испытуемого образца 15 и выполненный в виде гайки, на свободной торцовой поверхности которой закреплено зеркало 16. На свободном конце образца 15 закреплен активный захват 17 с грузом 18, установленным на активном захвате 17 и имеющим зерКальную плоскость 19 на торце, обращенном .8 сторону пассивного захвата 1 А. Груз 18 имеет две параллельные грани 20 и 21, расположенные симметрично относительно его центра масс параллельно плоскост м пружин 7 ч. 8 и предназначенные дл взаимодействи со сферическими наконечниками 11 и 12 рычагов 9 и 10. Приспособление дл измерени угла прогиба испытуемого образца 15 выпол нено в виде автоколлиматора (не показан ), установленного на основании на одной оси с термокамерой 3 и опти чески св занного с зеркальной плоскостью 19 груза 18 через окна (не показань|), выполненные в торцовой стенке 13 термокамеры 3. . Устройство работает следующим об раЗрм .; / . - -..;. Испытуемый образец 15 одним кон .црм зйкрепл ют в ггассивном захвате 11, э другим .- в активном захвате 17 на котором установлен.груз 18, С помои|ью регулируемых упоров 5 и 6 прижимают с одинаковым усилием сферические наконечники 11 и 12 рычаго 9 и 10 к соответствующим гран м 20 и 21 груза 18. Величину усили приж ти сферических наконечников 11 и 12 определ ют теоретическим или экс периментальным путем из услови обес печени эффективного гашени колеба ний груза 18. Нагре1вают образец 15 до заданной температуры, например до +50 С, измер ют, с помощью автоколлиматора угол Ч 1ежду нормал м к зеркальной плоскости 19 груза 18 и зеркалом 16. Ловорачибают термока меру 3 вместе с образдом 15 вокруг Своей оси на 180°, определ ют аналогичным способом угол f и вычисл ют угол Ч, статического прогиба образца при данной;температуре по формуле 4f -Я1± - : 9 Яри воздействий на испытуемый об разец 15: различного рода вибраций колебани груза 18 гас тс за счет сил трени между сферическими наконечниками 11 и 12 и гран ми 20 и 21 груза 18. Посто нство контактного усили при колебани х.обеспечиваетс благодар выполнению граней 20 и 21 плоскопараллельными и их рас;пол6жению относительно образца 15. Симметричное расроложение граней 20 и 21 относительно центра масс груза 1 74 18 исключает его закручивание вокруг оси образца 15 от сил трени . Выполнение наконечйиков 11 и 12 сферическими позвол ет осуществить практически точечный контакт между ними и гран ми 20 и 21 груза 18, а также расположить пружины 7 и 8 в плоское т х граней 20 и 21, что способствует поддержанию посто нства контактного усили , поскольку силы трени , действующие в плоскост х этих граней, не вызывают изгибающих моментов и упругих изгибныХ деформаций соответт ствующих пружин 7 и 8. Вместе с тем исключаетс вли ние упругости пружин 7 и 8 на величийу угла прогиба груза 18 под собственным весом, поскольку при точечном контакте момент от сил трени в месте контакта равен нулю или настолькомал, что не вли ет существенно на измер емый статический угол прогиба груза 18. Благодар тому, что точки контакта расположены в нейтральной плоскости образца 15 на одинаковом рассто нии от обоих концов его упругой части, силы трени не вызывают угловых поворотов груза 18.и, следовательно, также не вли ют на статический угол прогиба груза 18. После определени угла Ч статического прогиба образца 15 последний нагревают до более высокой температуры , например до -flOO C, и, повтор аналогичные измерени , вычисл ют угол статического прогиба образца при данной температуре под действием собственного веса и веса груза 18. Температурный коэффициент статического модул упругости при изгибе определ ют по формуле .., 2(4,) )() IЧ1Л.. где cL- коэффициент линейного расширени материала образца (град-). Предлагаемое устройство позвол ет повысить точность определени за счет исключени возможности раскачивани испытуемого образца вследствие различного рода вибрационных нагрузок.A device for determining the temperature coefficient of the static modulus of elasticity in bending contains a base (not shown), bearing suspension 1 fixed on it, having a horizontal axis of rotation. On the suspension 1, with the help of the shank 2, the cylindrical heat chamber 3 has an axis which coincides with the axis of the suspension 1. On the inner surface of the heat chamber 3 there is a support platform with two adjustable stops 5 and 6 located at the same distance from the axis of the heat chamber 3. On the support platform L opposite the stops 5 and 6 cantilever fixed two flat springs 7 and 8 and two levers 9 and to, one ends of which are fixed on the free ends of the respective springs 7 and 8, and the other ends are made in the form of spherical tips 11 and 12. relative to the suspension 1 of the end wall 13 of the heat chamber 3, there is a passive grip And designed to console test sample 15 and made in the form of a nut, on the free end surface of which a mirror 16 is fixed. At the free end of the sample 15, an active grip 17 with a weight 18 mounted on the active grip 17 and having a mirror plane 19 on the end face facing the .8 side of the passive grip 1 A. The load 18 has two parallel faces 20 and 21 located symmetrically about its center ass parallel to the 7p. 8 plane of springs and designed to interact with spherical tips 11 and 12 of levers 9 and 10. A device for measuring the deflection angle of a test specimen 15 is made as an autocollimator (not shown) mounted on the base on the same axis with a heat chamber 3 and cargo 18 which is optically connected with the mirror plane 19 through windows (not shown |), made in the end wall 13 of the heat chamber 3.. The device works as follows; /. - - ..;. The test sample 15 with one end of the clamp is fixed in the impulsive grip 11, and the other in the active grip 17 on which it is installed. The load 18, With the help of adjustable stops 5 and 6, press the spherical tips 11 and 12 with equal force 9 and 10 to the corresponding gaps 20 and 21 of the load 18. The amount of force applied by the spherical tips 11 and 12 is determined theoretically or experimentally from the condition of the liver to effectively quench the oscillations of the load 18. Sample 15 is heated to a predetermined temperature, for example +50 ° C measured by autocolle The immator angle is between normal m and mirror plane 19 of load 18 and mirror 16. The thermal camera 3, together with specimen 15, is rotated around its axis by 180 °, the angle f is determined in a similar way and the angle Ч is calculated, the static deflection of the sample at a given temperature according to the formula 4f –L1 ± -: 9 Jari impacts on the test sample 15: various kinds of vibrations, oscillations of the load 18 are extinguished due to the frictional forces between the spherical tips 11 and 12 and the edges 20 and 21 of the load 18. H. Provided by performing gras It has 20 and 21 plane-parallel and their races, and is placed relative to sample 15. The symmetrical alignment of faces 20 and 21 relative to the center of mass of the load 1 74 18 excludes it from twisting around the axis of the sample 15 from the forces of friction. Making the tips 11 and 12 spherical allows practically point contact between them and faces 20 and 21 of load 18, as well as arranging the springs 7 and 8 in planar faces of faces 20 and 21, which contributes to maintaining the contact force constant, since the frictional forces acting in the planes of these faces do not cause bending moments and elastic bending deformations of the corresponding springs 7 and 8. At the same time, the elasticity of the springs 7 and 8 on the magnitude of the deflection angle of the load 18 under its own weight is eliminated, because The moment of friction at the contact point is zero or so small that it does not significantly affect the measured static deflection angle of the load 18. Because the contact points are located in the neutral plane of the sample 15 at the same distance from both ends of its elastic part, frictional forces do not cause angular rotations of the load 18. and, therefore, also do not affect the static deflection angle of the load 18. After determining the angle H of the static deflection of sample 15, the latter is heated to a higher temperature, for example, -flOO C, and similar measurements calculate the angle of static deflection of a sample at a given temperature under the action of its own weight and weight of load 18. The temperature coefficient of the static modulus of elasticity in bending is determined by the formula .., 2 (4,)) () IЧ1Л .. where cL- coefficient linear expansion of the sample material (hail-). The proposed device improves the accuracy of determination by eliminating the possibility of rocking the test specimen due to various types of vibration loads.

Claims

DEVICE FOR DETERMINING THE TEMPERATURE COEFFICIENT OF THE STATIC ELASTICITY MODULE WHEN BENDING, containing a base, a cylindrical heat chamber mounted cantilever on the base with rotation around its axis, active and passive grips located inside the heat chamber for fastening the test sample, a load fixed on an active grip, and a device for measuring the deflection angle of the test sample, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the temperature coefficient, it is equipped with a supporting platform on the inner surface of the heat chamber with two adjustable stops located at the same distance from the axis of the heat chamber, two flat springs cantileverly mounted on the platform opposite the stops, two levers, one ends of which are fixed to the free ends of the corresponding springs, and the other ends are made in the form spherical g tips, and the load has parallel faces located symmetrically relative to its center of mass _; parallel to the planes of the springs and designed to interact with the spherical tips of the levers.

gu ... 1033917

1 1033917 2