Устройство для определения деформационных показателей меха

Авторы патента:

G01N3/38 - с помощью электромагнитных средств

Владельцы патента RU 2309395:

Московский государственный университет дизайна и технологии (МГУДТ) (RU)

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для определения деформационных показателей меха. Устройство для определения деформационных показателей волосяного покрова меха содержит металлическое основание с размещенным образцом меха, платформу, устанавливаемую на верхнюю часть исследуемого образца меха, приспособление для задания деформации, выполненное в виде двух сменных постоянных магнитов, которые закрепляются к верхней плоскости платформы и силовой катушки, подключенной к генератору стандартных сигналов с возможностью изменения частоты сигналов, приспособление для регистрации деформации выполнено в виде лазерного излучателя, световой поток которого перекрывается магнитом, и фотоприемника, который подключен к цифровому вольтметру переменного тока. Изобретение позволяет повысить точность и достоверность измерений. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для определения деформационных показателей меха.

Важным показателем, определяющим время и удобство эксплуатации, теплоизолирующую способность и эстетичный вид меховых изделий, является упругость меха. Существующие нормативно-технические нормы в области стандартизации меховых изделий не предусматривают объективных методов определения и оценки показателей упругих свойств меха. Применяющиеся в исследованиях различные методы определения упругости волосяного покрова исключают возможность сохранения результатов испытаний, что является серьезным препятствием решения вопросов, связанных с улучшением технологии меха.

Известен способ определения деформационных показателей меха ["Новое в меховом производстве", ОАО "НИИМП", М., 2003, стр.81-84], в котором для характеристики деформационных свойств используют коэффициент упругости, устанавливающий соотношение между внутренней энергией волосяного покрова, проявляющейся в процессе восстановления и работы внешних сил на его сжатие, который определяется в три приема. Сначала измеряется толщина меха при давлении 49 Па, затем измеряют толщину меха при давлении 6800 Па, спустя 60 минут после воздействия нагрузки. Третье измерение толщины меха производят после разгрузки в течение 30 секунд. Коэффициент упругости меха определяется по формуле

Недостатком известного решения является недостаточная точность и достоверность измерений.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для определения деформационных свойств волосяного покрова меха, которое содержит приспособление для задания силового воздействия на волосяной покров меха и приспособление для измерения величины деформации. Причем узел для задания силового воздействия выполнен в виде вибратора с малой амплитудой колебаний, а в качестве индикатора деформации использован стрелочный микрометр с нагрузочной площадкой. Расчет коэффициента жесткости осуществляют по известной формуле (1) [см. БОГДАНОВ Н.В. Оценка деформационных свойств волосяного покрова при сжатии. Москва. - Меха мира. 2005, №3 (35), с.50-51].

Недостатком известного устройства является значительная продолжительность проводимых испытаний, недостаточная точность и достоверность измерений.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности определения коэффициента упругости и расширение возможностей получения других деформационных показателей волосяного покрова меха.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения деформационных показателей волосяного покрова меха содержит металлическое основание с размещенным образцом меха, платформу, устанавливаемую на верхнюю часть исследуемого образца меха, приспособление для задания деформации, выполненное в виде двух сменных постоянных магнитов, которые закрепляются к верхней плоскости платформы и силовой катушки, подключенной к генератору стандартных сигналов с возможностью изменения частоты сигналов, приспособление для регистрации деформации выполнено в виде лазерного излучателя, световой поток которого перекрывается магнитом, и фотоприемника, который подключен к цифровому вольтметру переменного тока.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1. На массивном металлическом основании 1 размещается исследуемый образец меха 2. На верхнюю часть исследуемого образца меха 2 устанавливается платформа 3, выполненная из органического стекла, к которой по верхней плоскости закреплен постоянный магнит 4. Постоянный магнит 4 выполнен из легкого ферромагнитного материала в виде цилиндра диаметром 8 мм.

Выше постоянного магнита 4 размещена силовая катушка 5, которая содержит ферритовый сердечник с обмоткой. Силовая катушка 5 подключена к генератору 6 стандартных сигналов ГЗ-110. Частота сигналов задающего генератора может изменяться с дискретностью 0,01 герца в диапазоне от 0 до 300 герц. Регистрирующая часть устройства состоит из лазерного излучателя 8 и фотоприемника 7, который подключен к цифровому вольтметру 10 переменного тока. В статическом положении постоянный магнит 4 полностью перекрывает своей боковой поверхностью световой поток лазерного излучателя 8, выполненного в виде лазерной указки.

Работа устройства.

При включении генератора стандартных сигналов 6 по силовой катушке 5 протекает переменный ток. При этом в торцевой части катушки 5, обращенной к плоскости постоянного магнита 4, возникает переменное магнитное поле, направление которого изменяется в полном соответствии с частотой сигнала задающего генератора. Образец меха 2 вместе с платформой 3 и постоянным магнитом 4 представляют собой колебательную систему с определенной собственной резонансной частотой ω₀. Из проведенных экспериментов оказалось, чем жестче волосяной покров меха, тем выше резонансная частота ω₀ колебательной системы. Таким образом, за счет взаимодействия переменного магнитного поля со стороны силовой катушки и магнитного поля постоянного магнита будут возникать синусоидально изменяющиеся переменные по направлению силовые воздействия. При изменении частоты сигнала задающего генератора в определенном диапазоне частот, наблюдалось сначала увеличение амплитуды колебаний вплоть до значения собственной частоты механической системы мех - платформа - магнит, а затем спад амплитуды. С помощью установки снимались амплитудно-частотные характеристики волосяного покрова меха. Если большую суммарную массу платформы и постоянного магнита заменить на такую же конструкцию с меньшей суммарной массой, которая нам известна, можно получить для того же топографического участка меха амплитудно-частотную характеристику со сдвигом резонансной частоты в большую сторону. Это позволяет нам рассчитать величину распределенной массы колеблющегося под платформой меха по формуле

где m₁ - обобщенная масса магнита и платформы, по величине которой была получена первая резонансная кривая;

m₂ - обобщенная масса магнита и платформы по которой получена вторая резонансная кривая;

ω₀₁ - резонансная частота первой резонансной кривой, ω₀₂ - для второй резонансной кривой.

Рассчитав величину распределенной массы колеблющегося под платформой меха, согласно известной теории колебаний вязкоупругих тел с одной степенью свободы, можно рассчитать следующие деформационные показатели меха:

1. Величину добротности Q, определяющую сочетание упругих и вязких свойств меха.

2. Коэффициент вязкого трения r, который показывает величину интегрального значения сил трения, которые возникают за счет трения друг об друга отдельных волос и сил трения, возникающих на молекулярном уровне.

3. Коэффициент жесткости К, который определяет степень упругости меха.

4. Время релаксации τ, который показывает время, за которое амплитуда деформации для данного материала изменится в е раз.

А также другие деформационные показатели.

Точность измерений деформационных показателей меха повышена за счет применения генератора стандартных сигналов с дискретным и малым по величине шагом изменения его частоты и датчика, фиксирующего малые изменения амплитуды деформации образца.

Исходные и рассчитанные деформационные показатели для 6 образцов меха представлены в таблице 1, а пример резонансных кривых для образца меха №5 показан на фиг.2.

Отличие устройства по сравнению с прототипом заключается в иной форме выполнения приспособления для задания образцу меха деформации и приспособления для регистрации этой деформации.

Таблица I.
N обр.	ν, Гц		Δν, Гц	Q	δ	β, сек^-1	r, Па с	m×10^-3, кг	К, Н/м	τ, сек
1	33	207,2	31,6	1,04	3,01	99,2	0,83	4,2	178,6	0,01
2	37	232,4	29,0	1,23	2,55	94,2	1,06	5,6	303,2	0,01
3	38	238,6	24,0	1,58	1,98	75,4	0,55	3,7	209,2	0,01
4	39	244,9	22,6	1,73	1,82	71,0	0,56	4.0	238,6	0,01
5	50	314,0	28,0	1,79	1,76	87,9	0,62	3,5	347,2	0,01
6	50	314,0	28,4	1,76	1,78	89,2	0,63	3,5	347,2	0,01

Устройство для определения деформационных показателей волосяного покрова меха, содержащее металлическое основание с размещенным образцом меха, платформу, устанавливаемую на верхнюю часть исследуемого образца меха, приспособление для задания деформации, выполненное в виде двух сменных постоянных магнитов, которые закрепляются к верхней плоскости платформы и силовой катушки, подключенной к генератору стандартных сигналов с возможностью изменения частоты сигналов, а приспособление для регистрации деформации выполнено в виде лазерного излучателя, световой поток которого перекрывается магнитом, и фотоприемника, который подключен к цифровому вольтметру переменного тока.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при изготовлении стальных высокопрочных деталей с их маркировкой. .

Способ определения плотности диспергированных систем // 2215281

Изобретение относится к области испытаний и определения свойств материалов и может быть использовано в технологии строительных конгломератных материалов и изделий на их основе.

Устройство для циклических испытаний образцов в режиме автоколебаний // 2196315

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для вибрационных испытаний. .

Устройство для нагружения группы образцов циклическим изгибом // 2079126

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для циклических нагружений группы образцов упругих или низкомодульных демпфирующих материалов при повышенных, нормальных и пониженных температурах.

Устройство для испытаний на усталость // 2071600

Способ образования трещин в материале // 2059220

Изобретение относится к усталостным испытаниям материалов и может быть использовано для образования трещин в материале. .

Арболитовая смесь // 2058967

Устройство для усталостных испытаний партии изделий на резонаторах // 2032165

Способ исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях // 2029285

Изобретение относится к исследованиям вибропоглощающих свойств конструкционных материалов и может быть использовано при определении демпфирующих свойств разных твердых материалов.

Устройство для испытаний на усталость // 1777040

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для усталостных испытаний образцов материалов . .

Устройство для оценки влияния процессов атмосферных и химических воздействий на строительные материалы // 2422798

Изобретение относится к области строительства, в частности к приборам для изучения воздействия различных погодных факторов и сред различной агрессивности на композиционные строительные материалы, и может быть использовано для комплексной оценки и прогнозирования поверхностной прочности строительных материалов в зависимости от климатических факторов: влажности, температуры, воздействия ветровой нагрузки, морозостойкости, а также сред различной агрессивности

Устройство для испытания образцов материалов // 2510008

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов на прочность. Устройство содержит основание, пассивный захват образца, закрепленный на основании, активный захват образца, нагружатель, соединенный с активным захватом образца и включающий шаровой корпус, размещенные в нем электромагнитные катушки, якорь, взаимодействующий с катушками, и упругий элемент, одним концом соединенный с якорем. Электромагнитные катушки размешены по поверхности шарового корпуса, шаровой корпус закреплен на основании, а упругий элемент вторым концом соединен с активным захватом образца и выполнен в форме стержня. Технический результат: увеличение объема информации путем проведения испытаний при одноосном нагружении, изгибе по разным направлениям, сочетании изгиба с осевым нагружением не только в циклическом режиме, но и при произвольном порядке изменения вида, длительности действия и величины нагрузок. 1 ил.

Центробежная установка для испытания образцов материалов при энергообмене // 2517817

Изобретение относится к испытательной технике, к центробежным установкам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении образцов материалов. Центробежная установка содержит основание, установленные на основании платформу с приводом вращения, закрепленный на платформе пассивный захват образца, активный захват образца, центробежный груз, соединенный с активным захватом, и электромагниты для взаимодействия с центробежным грузом по количеству пиков в цикле. Центробежная установка дополнительно снабжена второй платформой, установленной на основании коаксиально первой платформе, и приводом вращения второй платформы. Электромагниты закреплены на второй платформе, а их расположение на второй платформе определяется направлениями изгиба образца в пиках. Технический результат: расширение функциональных возможностей центробежных установок путем обеспечения циклических испытаний при нагружении образца как центробежными, так и механическими нагрузками и одновременно центробежными и механическими нагрузками при регулировании величин и соотношений нагрузок в ходе испытания. 1 ил.

Устройство для испытания монтажного оптического кабеля // 2617793

Изобретение относится к кабельной промышленности и касается испытания монтажного оптического кабеля. В заявленном изобретении бухта образца оптического кабеля с внутренним диаметром не менее десятикратного допустимого радиуса изгиба крепится на платформе вибростенда. Оптический соединитель в сочлененном состоянии крепится к платформе любым способом, исключающем его самопроизвольное передвижение по платформе во время воздействия вибрационной нагрузки. Образец закрепляют на платформе по обеим сторонам вибростенда зажимами. Кабель с обеих сторон сматывается в две бухты с внутренним диаметром не менее 20 номинальным наружным диаметрам кабеля или наматывают на барабаны с диаметром шейки, аналогичным диаметру бухты. Концы испытуемого образца соответственно соединяются с излучателем и приемником с измерителем оптической мощности, соединяемые с соответствующими концами испытуемого образца кабеля. Технический результат – определение параметров - критериев годности изделия при отсутствии механических повреждений его конструкции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ определения порога нераспространения усталостных трещин на высокой частоте // 2627939

Изобретение относится к способу, позволяющему определить порог нераспространения усталостных трещин на высокой частоте для лопатки газотурбинного двигателя. Сущность: циклической нагрузкой (32, 32А) воздействуют на по меньшей мере один испытательный образец, имеющий эллиптическое отверстие (12) в испытательной области (10A), причем эллиптическое отверстие имеет надрез (14) на одном конце, и испытательный образец удерживают между двумя жесткими массами (24, 26) двумя жесткими пластинами (20, 22) предварительного напряжения, расположенными с каждой стороны указанного по меньшей мере одного испытательного образца, и каждая из которых прикреплена на своих двух концах (20A, 22A; 20B, 22B) к двум жестким массам, причем циклическая нагрузка имеет частоту, которая выбрана равной резонансной частоте узла, содержащего испытательный образец, массы и пластины предварительного напряжения для образования усталостной трещины из указанного надреза, затем после определения остановки распространения трещины измеряют окончательную длину трещины, и для определения указанного порога ΔKth нераспространения усталостных трещин, используют график, причем циклическую нагрузку обеспечивают электромагнитным вибратором (32), жестко прикрепленным посредством жестких стоек к структуре, поддерживающей указанные две жесткие массы и содержащей шток (32A) для передачи циклической нагрузки к указанному узлу, содержащему испытательный образец, массы и пластины предварительного напряжения. Технический результат: возможность определения порога нераспространения усталостных трещин на высокой частоте (>500 Гц) в конструкционном испытательном образце, имеющем специфическую форму. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.