SU1751658A1

SU1751658A1 - Device for multiple tension testing of flexible materials

Info

Publication number: SU1751658A1
Application number: SU894744377A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Алексеевич Лаврушин
Original assignee: Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1992-07-30

Abstract

Использование испытание на многократное раст жение синтетических нитей, полимерных пленок и других легкодеформируемых материалов с повышенной раст жимостью Сущность изобретени устройство содержит активный зажим св занный с эксцентриковым механизмом его перемещени , пассивный зажим, смонтированный на раме с возможностью осевого перемещени , средства дл задани и измерени нат жени образца и средство дл регистрации деформации. Пассивный зажим имеет шток с резьбой, размещенный внутри втулки, установленной на раме с противоположной зажиму стороны и имеющей резьбу в нижней части. Втулку охватывают гайка и опорна шайба, а шток - также гайка и шайба Между шайбами размещена силова пружина, охватывающа втулку Зат жкой пружины задают нат жение образца. Средство дл измерени образца выполнено в виде дуги из упругого материала с наклеенными тензорезисторами, св занного с шайбами Така же дуга, св занна концами с зажимами, представл ет собой средство дл регистрации деформации образца. 2 з п ф-лы 3 ил ЁThe use of the test for repeated stretching of synthetic threads, polymer films and other easily deformable materials with increased stretch The essence of the invention includes an active clip associated with an eccentric mechanism for its movement, a passive clip mounted on the frame with the possibility of axial movement, means for setting and measuring tension specimen specimen and means for recording strain. The passive clamp has a threaded rod located inside the sleeve mounted on the frame with the side opposite to the clamp and having a thread in the lower part. The sleeve covers the nut and the support washer, and the stem also includes the nut and the washer. Between the washers there is a force spring enclosing the sleeve. The tightening spring sets the sample tension. The means for measuring the sample is made in the form of an arc of elastic material with glued resistance strain gages connected to washers. The same arc connected by the ends with clips is a means for detecting the deformation of the sample. 2 з п ф-лы 3 сл Ё

Description

Изобретение относитс к механическим испытани м материалов и может быть использовано при испытании на многократное раст жение синтетических нитей, полимерных пленок и других эластичных материалов .The invention relates to mechanical testing of materials and can be used when testing for the repeated stretching of synthetic fibers, polymer films and other elastic materials.

Известно устройство дл испытани эластичных материалов на многократное раст жение, содержащее смонтированные на раме расположенные соосно один над другим пассивный и активный зажимы, эксцентриковый механизм перемещени активного зажима, св занный с приводом и средства дл задани и измерени нат жени образца.A device for testing elastic materials for repeated stretching, containing passive and active clips arranged coaxially one above the other, an eccentric mechanism for moving the active clip associated with a drive and means for setting and measuring the tension of the sample, is known.

Недостаток известного устройства заключаетс в том что не дает возможности проиодить различные типы испытани при реализации сложных режимов нагружени , характеризующихс заданными параметрами как по деформаци м, так и по напр жени м .A disadvantage of the known device is that it does not allow to perform various types of testing in the implementation of complex loading conditions, characterized by specified parameters both in deformation and in stress.

Другим недостатком прибора вл етс то, что дл поддержани посто нной нагрузки необходимы перерывы в его работе, что сказываетс на качестве результатовAnother disadvantage of the device is that in order to maintain a constant load, interruptions in its operation are necessary, which affects the quality of the results.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей устройства при комплексном исследовании механических свойств эластичных материалов на различные режимы многократного нагружени как по деформаци м, так и по напр жени мThe purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the device in the complex study of the mechanical properties of elastic materials for various modes of repeated loading both in deformation and in stress.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве дл испытани эластичных материалов на многократное раст жение, содержащем смонтированные на раме расположенные соосно один над другим пассивный и активный зажимы эксцентриковый механизм перемещени активного зажима св занный с приводом и средстваThis goal is achieved by the fact that in a device for testing elastic materials for multiple stretching, containing a passive and active clips mounted coaxially one above the other, an active clip an eccentric mechanism for moving the active clip is associated with the drive and means

33

слcl

0000

дл задани и измерени нат жени образца , дополнительно содержит средство дл регистрации деформации образца, св занное с зажимами, пассивный зажим смонтирован на раме с возможностью осевого перемещени и имеет шток, одним концом жестко св занный с верхней частью зажима , а другим, снабженным резьбой, св занный со средством дл измерени нат жени образда, при этом средство дл задани нат жени образца содержит втулку, закрепленную с противоположной пассивному зажиму стороны на раме соосно ему и имеющую резьбу на внешней поверхности, первые гайку и опорную шайбу, охватывающие втулку в нижней части, вторые гайку и шайбу, расположенные над втулкой и охватывающие резьбовую часть штока и силовую пружину, размещенную между шайбами и охватывающую втулку, причем шток размещен внутри втулки, при этом средство дл измерени нат жени образца выполнено в виде дуги из упругого материала с наклеенными из ней тензорезисторами, включенными в измерительной мост, при этом концы дуги св заны с первой и второй шайбами соответственно; средство дл регистрации деформации образца выполнено в виде дуги из упругого материала с наклеенными на ней тензорезисторами , включенными в измерительный мост, причем концы дуги св заны с пассивным и активным зажимами соответственно.For setting and measuring the tension of the specimen, it additionally contains means for detecting the specimen deformation connected with clamps, the passive clamp is mounted on the frame with the possibility of axial movement and has a rod rigidly connected with the upper part of the clamp with one end, associated with the means for measuring the tension of the specimen, wherein the means for setting the tension of the specimen contains a sleeve fixed on the opposite side of the passive clamp on the frame coaxially with it and having a thread on the outer surface the first nut and support washer covering the lower sleeve, the second nut and washer located above the sleeve and covering the threaded part of the rod and the power spring between the washers and the covering sleeve, and the rod is located inside the sleeve The sample is made in the form of an arc of elastic material with resistance strain gages glued into it from the measuring bridge, with the ends of the arc connected to the first and second washers, respectively; The means for detecting the deformation of the sample is made in the form of an arc of elastic material with resistance strain gages attached to it to the measuring bridge, with the ends of the arc connected to passive and active clamps, respectively.

На фиг. 1 показ ана схема установки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема перемещени активного зажима.FIG. 1 shows ana installation diagram; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a diagram of the movement of the active clip.

Устройство дл испытани эластичных материалов на многократное раст жение состоит из механической части и комплекса измерительной аппаратуры дл регистрации усилий и деформаций. Образец 1 заправл ют в зажимах 2 и 3, один из которых св зан с эксцентриковым нагружающим механизмом , закрепленном на раме, а другой установлен соосно с первым у противоположного конца рамы и узел измерени разности перемещени зажимов. Пассивный зажим 2, не св занный с нагружающим механизмом , закреплен на конце штока 4, установленного в отверстие рамы с возможностью продольного перемещени . При этом второй конец штока выполнен с резьбой, пропущен через отверстие втулки 5, закрепленной на раме, и снабжен шайбой б с гайкой 7. Причем внешн поверхность втулки снабжена резьбой, на которой надета гайка 9 с опорной шайбой 10 и надета силова пружина 8. Один конец пружины оперт на опорную шайбу с гайкой, а другой - на шайбу 6 надетую на шток 4.A device for testing elastic materials for repeated stretching consists of a mechanical part and a complex of measuring equipment for recording forces and deformations. Sample 1 is loaded in clips 2 and 3, one of which is connected with an eccentric loading mechanism mounted on the frame, and the other is mounted coaxially with the first one at the opposite end of the frame and the node measuring the difference of the movement of the clips. A passive clamp 2, not connected with the loading mechanism, is fixed to the end of the rod 4, which is installed in the frame opening with the possibility of longitudinal movement. At the same time, the second end of the rod is threaded, passed through the opening of the sleeve 5 fixed to the frame, and provided with a washer with nut 7. Moreover, the outer surface of the sleeve is threaded with a nut 9 with support washer 10 and the force spring 8 is put on. One the end of the spring is supported on the bearing washer with a nut, and the other on the washer 6 which is put on the rod 4.

Кроме того, пружина св зана с узлом измерени нат жени образца, который выпол- .нен в виде дуги 11 из упругого материала с наклеенными тензорезисторами-12, включенными в измерительный мост. При этом один конец дуги св зан с опорной шайбой, а другой соединен с шайбой надетой на шток 4.In addition, the spring is connected to the sample tension measurement unit, which is made in the form of an arc 11 of elastic material with glued strain gauges-12 included in the measuring bridge. In this case, one end of the arc is connected to the support washer, and the other end is connected to the washer mounted on the rod 4.

Активный зажим 3 закреплен на штокеActive clip 3 is fixed on the rod

13, перемещающимс в направл ющих стакана 14 (фиг. 2). Шток 13 и стакан 14 образуют плунжерную пару. Шток 13 шарнирно св зан с эксцентриковой системой, состо щей из коленчатого вала 15, щек 16, валика13, moving in the guides of the cup 14 (Fig. 2). The rod 13 and the glass 14 form a plunger pair. The rod 13 is pivotally connected to an eccentric system consisting of a crankshaft 15, cheeks 16, and a roller

17, сухариков 18, винтов 19, шатуна 20. Величину перемещени нижнего зажима 3 устанавливают изменением эксцентриситета, перемеща валик 17 в щеках 16 винтами 19 с помощью сухариков 18.17, the crackers 18, the screws 19, the connecting rod 20. The amount of movement of the lower clamp 3 is set by changing the eccentricity, moving the roller 17 in the cheeks 16 with screws 19 with the help of the crackers 18.

Вращение коленчатого вала обеспечиваетс электродвигателем 21 через редуктор 22. Число оборотов фиксируетс счетчиком 23.The rotation of the crankshaft is provided by the electric motor 21 through the gearbox 22. The speed is recorded by the counter 23.

Узел измерени разнос™ перемещени Spacing ™ displacement measurement assembly

зажимов выполнен в виде дуги 24 из упругого материала, концы которой св заны с зажимами 2 и 3. На дуге наклеены тензорезисторы 25, включенные в измерительный мост.The clamps are made in the form of an arc 24 of resilient material, the ends of which are connected with clamps 2 and 3. The resistance strain gages 25 are included in the arc and are included in the measuring bridge.

Механическа часть устройства крепитс на раме 26 и станине 27.The mechanical part of the device is mounted on frame 26 and frame 27.

Рассмотрим реализацию нескольких типов нагружени .Consider the implementation of several types of loading.

Первый тип нагружени на усталость:The first type of fatigue loading:

амплитуда динамической деформации Ае и среднее статическое напр жение 7ср посто нны . Величину деформации образца опре- дел ют разностью перемещений пассивного и активного зажимов 2 и 3. Величину перемещени активного зажима 3 устанавливают изменением эксцентриситета , которую устанавливают перемещением валика 17 в щеке 16 коленчатого вала 15 винтом 19. При этом активный зажим 3 занимает крайнее начальное положение АО (фиг. 3), отвечающее максимальному перемещению активного зажима при повороте коленчатого вала 15 на 180°. Начальное положение активного зажима устанавливают ,the amplitude of the dynamic strain Ae and the average static voltage 7cp are constant. The amount of deformation of the sample is determined by the difference in the movements of the passive and active clips 2 and 3. The amount of movement of the active clip 3 is determined by changing the eccentricity, which is set by moving the roller 17 in the cheek 16 of the crankshaft 15 with the screw 19. At the same time, the active clip 3 takes the extreme initial position of the AO (Fig. 3), corresponding to the maximum movement of the active clamp when turning the crankshaft 15 by 180 °. The initial position of the active clamp is set,

вручную вращением вала электродвигател 21, который обеспечивает режим циклического нагружени . Величину перемещени пассивного зажима 2 определ ют по осадке пружины 8, Дл измерени деформации иmanually by rotating the shaft of the electric motor 21, which provides a cyclic loading mode. The amount of movement of the passive clamp 2 is determined by the spring draft of the spring 8, for measuring the deformation and

контрол асимметрии цикла между зажимами креп т упругий элемент 24 с тензорезисторами 25, включенными в мостовую схему, котора подает сигнал деформации на цифровой вольтметр или шлейфовый осциллограф . Посто нство амплитуды динамической деформации Af обеспечивают выбором остаточной циклической деформации с помощью пассивного зажима 2, который соединен со штоком 4 с возможностью перемещени в направл ющих втулки 5 с винтовой резьбой на внешней поверхности, по которой перемещают гайку 9, предназначенную дл регулировани деформации в образце 1 с помощью пружины 8 и упругого элемента 11с тензорезистором 12, включенными в мостовую схему, котора подает сигнал нагрузки на цифровой вольтметр или шлейфовый осциллограф.Monitoring the cycle asymmetry between the clamps is attached to an elastic element 24 with strain gages 25 included in a bridge circuit that supplies a deformation signal to a digital voltmeter or loop oscilloscope. The constant amplitude of the dynamic deformation Af is ensured by the choice of residual cyclic deformation using a passive clamp 2, which is connected to the rod 4 with the ability to move in guide sleeves 5 with a screw thread on the outer surface, on which the nut 9 is moved, designed to regulate the deformation in sample 1 using a spring 8 and an elastic element 11c with a strain gauge 12, included in a bridge circuit that supplies a load signal to a digital voltmeter or loop oscilloscope.

Второй тип нагружени на усталость: амплитуда динамического напр жени и среднее статическое напр жение посто нны . Величину усили в образце 1 определ ют по осадке пружины 8. Дл измерени усили и контрол асимметрии цикла между опорными шайбами б и 10 пружины 8 креп т упругий элемент 11 с тензорезисторами 12, включенными в мостовую схему, котора подает сигнал нагрузки на цифровой вольтметр или шлейфовый осциллограф. Величина осадки пружины 8 контролируетс гайкой 9, котора через эту пружину св зана со штоком 4, пассивным зажимом 2 и образцом 1.The second type of fatigue loading: the amplitude of the dynamic stress and the mean static voltage are constant. The magnitude of the force in sample 1 is determined by the spring draft of the spring 8. To measure the force and control the cycle asymmetry between the support washers b and 10 of the spring 8, an elastic element 11 is attached to the resistance strain gages 12 included in a bridge circuit that supplies a load signal to a digital voltmeter or a train oscilloscope. The amount of draft of the spring 8 is controlled by a nut 9, which through this spring is connected with the rod 4, the passive clamp 2 and the sample 1.

Величина усили зависит от осадки пружины 8, котора зависит от координаты точки А кривошипа (фиг. 3} при вращении относительно центра 0 и жесткости испытуемого образца. Посто нство амплитуды динамического напр жени и среднего статического напр жени обеспечивают частичным выбором остаточной циклической деформации с помощью верхнего зажима 2. Величину деформации образца 1 определ ют разностные перемещени пассивного и активного зажимов 2 и 3. Дл измерени деформации образца 1 между зажимами прин т упругий элемент 24 с тензорезисторами 25, включенными в мостовую схему, котора подает сигнал деформации на цифровой вольтметр или шлейфовый осциллограф .The magnitude of the force depends on the deposition of the spring 8, which depends on the coordinate of the crank point A (Fig. 3} when rotating relative to center 0 and the stiffness of the test specimen. The state of the amplitude of the dynamic stress and the average static stress provide a partial choice of residual cyclic deformation using the upper clamp 2. The strain value of sample 1 is determined by the difference displacements of the passive and active clamps 2 and 3. To measure the strain of sample 1 between the clamps, an elastic element 24 is taken from a strain gauge 25 and included in a bridge circuit which supplies a signal to the digital voltmeter deformation or loop oscilloscope.

Составл ющие полной деформации испытуемого образца определ ют в свободном состо нии при останове устройства, которые периодически повтор ютс при циклическом нагружении.The components of the total deformation of the test specimen are determined in the free state when the device is stopped, which are periodically repeated under cyclic loading.

Claims

Claim 51 A device for testing elastic materials for multiple stretching, containing passive and active clips mounted coaxially one above the other and active, an eccentric active clamp movement mechanism associated with the drive, and means for setting and measuring the sample tension, characterized in that, in order to expand the technological possibilities, it further comprises means for detecting the deformation of the specimen associated with the clamps, a passive clamp mounted on the frame with zmozhnostyu axial movement and has a rod, one end

0 rigidly connected to the upper part of the clamp, and another threaded, connected to the means for measuring the tension of the specimen, the means for setting the tension of the specimen containing a sleeve fixed on the frame opposite to the passive clamp on the frame coaxial to it on the outer surface, the first nut and the support washer, covering the sleeve in the lower part, the second nut and washer, located above the sleeve and covering the threaded part of the stem, and the power spring placed between the washers and the covering sleeve, and the stem is located inside the sleeve

five

2. The device according to claim 1, ranging from the fact that the means for measuring the tension of the sample is made in the form of an arc of elastic material with resistance strain gages attached to it, included in the measuring bridge, while the ends of the arc Zana with the first and second washers, respectively.

3. The device according to claim 1, in respect of the fact that the means for recording the deformation of the specimen is made in the form of an arc of

5 elastic material with resistance strain gauges attached to it to the measuring bridge, with the ends of the arc connected to the passive and active clamps, respectively

0

eleven

12

fig-1

FIG. 2

S BB

Fig.Z