SU1670359A1

SU1670359A1 - Device for measuring deformation-strength parameters of materials

Info

Publication number: SU1670359A1
Application number: SU894728904A
Authority: SU
Inventors: Тадеуш Янушевич Гораздовский; Юлия Тадеушевна Привалова
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1989-08-10
Publication date: 1991-08-15

Abstract

Изобретение относитс к приборам дл измерени механических свойств материалов, веществ и может быть использовано, например, дл определени твердости легкодеформируемых материалов. Цель изобретени - повышение точности измерений и расширение области использовани . Устройство содержит корпус 1, размещенные в нем механизм 16 нагружени , передаточный стержень 7 с датчиком 8 нагрузки, соединенный с индентором 9, и электронный анализатор 14 с индикатором 15, стержень 7 подвешен на уравновешивающей системе 2, а на корпусе 1 как на метрологической базе закреплены два датчика 10 и 11 вертикального перемещени индентора 9, которые подключены к блоку 13 обработки сигналов, выход которого подсоединен к электронному анализатору 14, второй выход которого соединен с механизмом 16 нагружени . 1 ил.The invention relates to instruments for measuring the mechanical properties of materials, substances, and can be used, for example, to determine the hardness of easily deformable materials. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and expand the field of use. The device comprises a housing 1, a loading mechanism 16 arranged therein, a transfer rod 7 with a load sensor 8 connected to an indenter 9, and an electronic analyzer 14 with an indicator 15, the rod 7 is suspended on the counterbalancing system 2, and fixed on the case 1 as on a metrological base two sensors 10 and 11 of vertical movement of the indenter 9, which are connected to the signal processing unit 13, the output of which is connected to the electronic analyzer 14, the second output of which is connected to the loading mechanism 16. 1 il.

Description

LL

ONON

22

00 СП00 SP

оabout

Изобретение относитс к приборам дл измерени механических свойств материалов , веществ и может быть использовано, например, дл определени твердости легкодеформируемых материалов.The invention relates to instruments for measuring the mechanical properties of materials, substances, and can be used, for example, to determine the hardness of easily deformable materials.

Цель изобретени - повышение точности измерений и расширение области использовани .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and expand the field of use.

На чертеже представлена функциональна схема устройства.The drawing shows the functional diagram of the device.

Устройство содержит корпус 1, на верхнем основании которого закреплена уравновешивающа система 2. котора может быть выполнена, например, в виде поплавковой конструкции, где в резервуаре 3, наполненным жидкостью 4, плавает поплавок 5, на котором закреплен кронштейн 6. На кронштейне укреплен стержень 7. жестко соединенный через датчик 8 нагрузки с ин- дентором 9 линейчато-конической формы. На внутренней поверхности корпуса 1 закреплены датчики 10 и 11, отражающие врем и величину перемещени стержн соответственно вниз и вверх.The device includes a housing 1, on the upper base of which a balancing system 2 is fixed. Which can be performed, for example, in the form of a float structure, where in the tank 3 filled with liquid 4 a float 5 floats, on which a bracket 6 is fixed. . rigidly connected through the load sensor 8 to the indenter 9 of the line-conical shape. Sensors 10 and 11 are fixed on the inner surface of the housing 1, reflecting the time and amount of movement of the rod, respectively, down and up.

Электронна схема устройства включает в себ усилитель 12, согласующий работу датчика нагрузки, блок 13 обработки сигналов , выход которого соединен с электронным анализатором 14, выходы которого соединены с индикатором 15 параметров и с механизмом 16 нагрузки.The electronic circuit of the device includes an amplifier 12 matching the operation of the load sensor, a signal processing unit 13, the output of which is connected to an electronic analyzer 14, the outputs of which are connected to the indicator 15 of parameters and the load mechanism 16.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Уравновешенный стержень 7 с инденто- ром 9 устанавливают на контролируемой поверхности испытуемого объекта, расположенного на метрологической базе. Устанавливают ноль отсчета положени индентора датчиков 10 и 11. Включают механизм 16 нагрузки, при этом индентор 9 углубл етс в материал, а датчик 10 электронного типа выдает импульс, где амплитуда соответствует линейному размеру перемещени , а длительность - времени проникновени индентора в материал.A balanced rod 7 with an indenter 9 is installed on the test surface of the test object located on the metrological base. The zero position of the indenter position of the sensors 10 and 11 is set. A load mechanism 16 is activated, the indenter 9 goes deeper into the material, and the electronic type sensor 10 produces a pulse where the amplitude corresponds to the linear size of the movement and the duration of the indenter penetration into the material.

Дл стабилизации прикладываемой величины силы механизм 16 нагрузки электрически св зан с электронным анализатором, куда через усилитель 12 поступает управл ющий сигнал с датчика 8 нагрузки. После заданного углублени индентора 9, отключаетс механизм 16 нагрузки и тем самым полностью снимаетс внешн нагрузка, при этом действуют силы упругости испытуемого материала, которые вытесн т уравновешенный индентор 9 вверх, при этом датчик 11 выдает информацию о величине рассто ни перемещени индентора и времени перемещени . Сигналы с датчиков 10 и 11 поступают в блок 12 обработки сигналов , где получают результирующую пространственно-временную зависимость перемещени индентора.To stabilize the applied amount of force, the load mechanism 16 is electrically connected to an electronic analyzer, where a control signal from a load sensor 8 is fed through amplifier 12. After a predetermined recess of the indenter 9, the load mechanism 16 is disconnected and thereby the external load is completely removed, the elastic forces of the test material act, which the balanced indenter 9 pushes upwards, and the sensor 11 provides information about the distance of the indenter and the time of movement. The signals from sensors 10 and 11 enter the signal processing unit 12, where the resulting space-time dependence of the movement of the indenter is obtained.

Результирующий сигнал поступает вThe resulting signal goes to

электронный анализатор 14, где в соответствии с выражением (1) и (2) получают информационный сигнал, который поступает на цифровое табло индикатора 15. Функциональные возможности блоков 13 и 14 мо0 жет выполн ть ЭВМ. При этом задаетс программа дл вычислени коэффициента упругости Ку по формулеelectronic analyzer 14, where, in accordance with the expression (1) and (2), an information signal is received, which is fed to the digital display of the indicator 15. The functionality of the blocks 13 and 14 can be performed by a computer. In this case, a program is defined for calculating the coefficient of elasticity Qu by the formula

Ку .(DQ. (D

ДггDgg

5five

00

где Рн - величина квазистатической нагрузки;where PH is the magnitude of the quasistatic load;

ДЬ - величина обратного перемещени индентора.Db is the value of the inverse movement of the indenter.

Коэффициент прочности N соответственно определ етс по формуле - у нThe coefficient of strength N, respectively, is determined by the formula -

NN

(2)(2)

где h - глубина погружени индентора вwhere h is the depth of the indenter in

материал.material.

Устройство повышает точность измерений за счет уравновешивающей системы и в то же врем позвол ет определ ть абсолютные упругие характеристики материала.The device improves the measurement accuracy by balancing the system and at the same time allows the determination of the absolute elastic characteristics of the material.

Кроме этого, уравновешенный индентор позвол ет проводить исследовани на любых материалах, например на резине, пластмассе и т.д., и таким образом расшир ет практическое применение устройства, т.е.In addition, a balanced indenter allows research on any materials, such as rubber, plastic, etc., and thus extends the practical application of the device, i.e.

область использовани .field of use.

В результате возможности измерени параметров упругости, позвол ет устройству определ ть прочность без использовани табличных значений или определ емых любым способом модул упругости. Использование линейчато-конической формы индентора, имеющего строго физико-математическое обоснование,позвол ет устройству измер ть прочность, пластичность иAs a result, the ability to measure elastic parameters allows the device to determine strength without using table values or modulus of elasticity determined in any way. The use of a line-conical shape of the indenter, which has a strictly physical and mathematical substantiation, allows the device to measure strength, ductility and

упругость в физической абсолютной системе единиц.elasticity in the physical absolute system of units.

Claims

Apparatus of the Invention A device for measuring the deformation-strength parameters of materials, comprising a housing, a loading mechanism housed therein, a transfer rod with a load sensor connected to an indenter, and an electronic analyzer with

The first sensor of the vertical movement of the indenter a, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy and expand the field of use, the rod is suspended on the balancing system, and the second date is fixed on the case

The vertical displacement transducer is indented to the electronic analyzer, pa, both displacement sensors are connected to the second output of which is connected to the signal processing unit, the output of which is loading.