Способ определения пластической прочности текучих сред

 

Изобретение относится к способам определения пластической прочности текучих сред путем измерения проникновения клиновидных калибров в материал и может быть использовано в научно-исследовательских и заводских лабораториях. Целью изобретения является повьшение достоверности и точности определения пластической прочности. В предложенном способе определения пластической прочности текучих сред освобождение индентора осуществляют в две стадии: на первой индентор освобождают частично до начала его перемещения в испытуемой массе, а на второй индентор освобождают полностью после его остановки в массе в условиях частичного освобождения. Способ реализуется на пенетрометре, снабженном сухариком и конической прз жиной, установленными в корпусе соосно с винтом , причем пружина одним концом жестко соединена с сухариком, а другим соединена подвижной связью с ВИНТОМ;, выполняющим роль фиксатора . 1 нл. .Ф ,5стжа л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (я) 4 G 01 N 11/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ дг, ?gpnq с, g

М :,;Л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 406803 1/3 1-25 (22) 09. 04 i 86 (46) 23-.03.89. Бюл. N 11 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского (72) А.А.Панасевич и Е.В.Терликовский (53) 532.137 (088.8) (56). Авторское свидетельство СССР

В 226225, кл. С 01 N, 196?.

Структурообразование в дисперсиях слоистых силикатов: Сборник. / Под ред. С.П.Ничипоренко. Киев, Наукова думка, 1978, с. 30-3 1. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКОЙ

ПРОЧНОСТИ ТЕКУЧИХ СРЕД (57) Изобретение относится к способам определения пластической прочности текучих сред путем измерения проникновения клиновидных калибров в матЕриал и может быть использоваИзобретение относится к области определения пластичности текучих сред путем измерения проникновения клиновидных калибров в материал и может быть использовано в научноисследовательских и заводских лабораториях.

Целью изобретения является повышение достоверности и точности определения пластической прочности.

По предлагаемому способу освобождение нагруженного индентора осуществляют в две стадии. В начальном положении шток с индентором посредством сухарика прижат к направляю„„80„„1467444 A1 но в научно-исследовательских и заводских лабораториях. Целью изобретения является повышение достоверности и точности определения пластической прочности. В предложенном способе определения пластической прочности текучих сред освобождение индентора осуществляют в две стадии: на первой индентор освобождают частично до начала его перемещения в: испытуемой массе, а на второй индентор освобождают полностью после его остановки в массе в условиях частичного освобождения. Способ реализуется на пенетрометре, снабженном сухариком и конической пружиной, установленными в корпусе соосно с винтом, причем пружина одним концом жестко соединена с сухариком, а другим соединена поцвижной связью с винтом, выполняющим роль фиксатоpG ° 1 илг щей и удерживается силами трения, т.е. вектор силы трения направлен в противоположную движению сторону, На первой стадии освобождения индентора постепенно ослабляется давление сухарика на шток плавным уменьшением продольно-осевой сжимающей нагрузки на пружину при вращении микрометрического винта и при определенном положении винта шток вместе с конусом начинает равномерно перемещаться в корпусе со скоростью, обусловленной постоянством коэффициента трения между штоком, корпусом и сухариком в широком диапазоне прилагаемых

1467444 к индентору нагрузок. Чем больше суммарная нагрузка на индентор, тем . больше сжатие пружины, обеспечивающее равномерное перемещение инденто5 ра. Необходимое давление на сухарик в широком диапазоне нагрузок на индентор обеспечивается витыми коническими пружинами. По мере увеличения поверхности соприкосновения конуса с испытуемой массой сопротивление его внедрению растет и погружение частично освобожденного конуса прекращается.

На второй стадии освобождения винт отворачивается до упора, т.е. индентор освобождается полностью, так как сухарик выводится иэ соприкосновения со штоками, тем самым перестает оказывать влияние на дальнейшее погружение индентора в массу.

Таким образом, частичное освобождение индентора на первой стадии позволяет исключить импульс движения нагруженного конуса, последующее пол-. 25 ное освобождение индентора после его остановки в массе обеспечивает некоторое дальнейшее погружение конуса в испытуемую массу под нагрузкой беэ торможения и позволяет повысить дос» ЗО товерность и точность определения пластической прочности в широком диапазоне прилагаемых к идентору нагрузок.

На чертеже изображено устройство для реализации.. предлагаемого способа определения пластическоч прочности текучих сред.

Устройство состоит осНо аНН

1, стойки 2, вертикально закреплен-" ной на основании, корпуса 3, закрепленного на стойке, индентора 4, прикрепленного к нижнему торцу штока 5, вертикально перемещающегося в направляющих корпуса, коромысла 6 с подвижными гирями 7, шарнирно соединенного со стойкой и снабженного сферической пяткой 8, опирающейся на верхний торец штока, индикатора 9 линейного перемещения индентора со штоком, закрепленного на стой е, винта 10, расположенного в корпусе перпендикулярно штоку, сухарика 11, конической пружины 12, одним концом жестко соединенной с сухариком, а другим соединенной под- вижной связью с винтом, выполняющим роль фиксатора.

Устройство работает следующим образом.

В кювету 13 помещают испытуемый образец 14 (в данном случае водные дисперсии каолинита) так, что объем кюветы заполнен. Кювету устанавливают на основание 1. Вершину индентора 4 подводят к поверхности испытуемой массы и шток 5 фиксируют в корпусе 3 вращением винта 10. Начальное положение индентора 4 — при помощи индикатора 9. На уравновешенное коромысло 6 помещают начальный груз (с дисперсиями влажностью

142Х масса гири 7 и штока с индентором составляет 50 r), затем отворачиванием винта 10 частично освобождают шток, т.е. уменьшают поджатие пружины 12 (давление сухарика 11 на шток 5) до тех пор, пока шток с индентором начинает плавно перемещаться вниз, а индентор 4 под действием собственного веса и приложенной к нему нагрузки погружается s испытуемую массу. По мере увеличения поверхности соприкосновения индентора с исследуемой массой (дисперсией) сопротивление его внедрению растет и погружение прекращается. После остановки индентора в массе в условиях частичного освобождения отворачиванием винта 10 производят полное освобождение индентора, который погружается еще на некоторую глубину до тех пор, пока нагрузка на индентор не уравняется с пластической прочностью структуры Р . При помощи индикатора 9 определяют конечную глубину погружения при данной нагрузке. Проводят три параллельных опыта при определенной нагрузке, увеличивающейся от опыта к опыту.

Среднее значение пластической прочности для дисперсий влажностью

142Х в диапазоне прилагаемых к индентору нагрузок от 50 до 800 г по предлагаемому способу изменяется незначительно ((8,41-8,56) 10 дин/см ) и практически не зависит от величины нагрузки. Относительная ошибка воспроизводимости в параллельных опытах в указанном диапазоне нагрузок на индентор составляет 0,47-1,297. Для дисперсий влажность 80,6% зти величины составляют (51,90-52,14)" 10 дин/см и 0,23-1, 76Х Анало5 146 гичная ситуация сохраняется и для дисперсий с влажностью 53,47..

При исследовании пластической прочности дисперсий по известному способу для всех влажностей характерно симбатное уменьшение значений Р с увеличением прилагаемых к индентору нагрузок, для систем с влажностью l427. от 3,2 10 до 1, 15 «

«10 дин/см, при влажности 80,67. от 23,6 «10 до 18,8 ° 10 дин/см, при влажности 453,47. — от 76,8 10 до 68,2 10 дин/см . Относительная ошибка воспроизводимости изменяется от 0,53 до 2,667.

Наиболее значительное занижение действитепьной величины пластической прочности за счет импульса движения индентора характерно для слабоструктурированных дисперсий и изменяется по мере возрастания нагрузки от 6l,9 до 74,87, для среднеструктурированных оно . составляет от 53,7 до 63,97., а для структурированных от 40,9 до 46,47.. Занижение действительных значений Р при работе на известном пластометре уменьшается по мере упрочнения структуры, однако вклад импульса движения индентора значителен для систем различной прочности.

При погружении конуса в два этапа под действием одного и того же груза максимально исключается влияние импульса движения и эффекта тиксотропного привыкания, возникающих в процессе определения значения плас тической прочности известными способами.

Импульс движения исключается на первом этапе за счет устранения ускорения перемещения конуса путем регулирования силы трения с помощью предлагаемого устройства.

Эффект тиксотропного привыкания исключается за счет того, что на втором этапе конус погружается под действием приложенного груза без торможения, а также тем, что движение конуса в режиме свободного по7444 гружения начинается сразу же после полной остановки перемещения конуса в массе в режиме торможения.

В известных способах изменения эффект тиксотропного привыкания не исключается.

В известном способе определения пластической прочности материалов, являющемся аналогом предлагаемого технического решения, где внедрение индентора осуществляется путем медленного перемещения загрузочной рамки, возникает .эффект тиксотропного привыкания, т.е. упрочнение исследуемой массы в процессе медленной деформации. В результате этого измеряемая величина оказывается выше достоверной.

Таким образом, предлагаемый способ определения пластической прочности позволяет повысить в 1,7-3,6 раза достоверность определения действительной величины пластической

25 прочности в широком диапазоне пластичностей исследуемых текучих сред и повысить в 1,7-2,3 раза точность определения P в пределах одной ceVff рии опытов по сравнению с известным способом.

Формула и з обре т е н и я

Способ определения пластической

35 прочности текучих сред, включающий подвод индентора к поверхности испытуемого образца, фиксирование индентора и определение его начального положения, приложение нагрузки к индентору, освобождение индентора и определение его конечно" î положения при погружении в образец, по которому судят о пластической прочности, отличающийся тем, 45 что с целью повышения достоверности и точности определения, освобождение индентора осуществляют в две стадии: на первой индентор освобождают частично до возникновения его погружения в образце, а на вто50 рой индентор освобождают полностью после его остановки.

1467444

Составитель В. Крутин

Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 1187/39 Тираж 788 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101