Захват для испытания гибких материалов на растяжение

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к захватам для испытания гибких материалов на растяжение. Техническим результатом является повышение надежности крепления образца в захвате и расширение его технических возможностей. Захват состоит из корпуса, в котором выполнен клинообразный паз с углом при вершине α. В паз на всю ширину захвата вставлена улитка, представляющая стержень, профиль сечения которого может быть выполнен различным. Сечение стержня может быть ограничено двумя дугами окружностей разной длины и сопряженными с ними прямыми, сходящимися под углом, равным углу α клина в корпусе. Сопряжение прямых с элементами окружностей осуществляется по касательной или с помощью переходных радиусов. Возможно, сечение стержня ограничено окружностью, по отношению к которой грани клина корпуса захвата являются касательными, например улитка в виде валика круглого сечения. Кроме того, захват дополнительно снабжен устройством для равномерного предварительного поджатия улитки к клину корпуса захвата, выполненное, например, в виде вала с эксцентриками, поворот которых осуществляется рукоятками 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к захватам для испытания гибких материалов на растяжение.

Известны захваты для испытания гибких материалов, выполненные в виде губок, между которыми с помощью винтового прижима закрепляется испытываемый образец (см. Испытательная техника. Справочник в двух книгах. Кн. 2. /Под ред. проф. В.В.Клюева. Машиностроение. М., 1982, с.557, стр.320-321, рис.11).

Недостатком таких захватов является то, что для удержания образца, особенно из материала, имеющего низкий коэффициент трения, требуется большое усилие прижима губок.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа захват, содержащий зажим и охватываемую гибким образцом улитку, установленные в корпусе захвата (см. Испытательная техника. Справочник в двух книгах. Кн. 2. /Под ред. проф. В.В.Клюева. Машиностроение. М., 1982, с.557, стр.321, рис.13).

В данном захвате указанный выше недостаток отсутствует, так как при охвате поверхности улитки гибким материалом образца (ткань, пленка и т.п.) в зоне контакта возникает дополнительное трение, снижающее необходимое усилие в зажиме.

Недостатком данного захвата является ограниченность возможного угла охвата улитки испытываемым материалом и возможность перекоса образца, особенно при испытании широких полос.

Цель изобретения - повышение надежности крепления образца в захвате и расширение его технических возможностей в части испытания широких полос гибких материалов.

Указанная цель достигается тем, что в захвате для испытания гибких материалов на растяжение, содержащем зажим и охватываемую гибким образцом улитку, установленные в его корпусе, корпус захвата имеет клинообразный паз, в который вставляется улитка, выполненная в виде стержня, имеющего сечение, ограниченное двумя дугами разной длины и сопряженными с ними прямыми, сходящимися под углом, равным углу клина в корпусе, или окружностью, по отношению к которой грани клина корпуса захвата являются касательными, кроме того, захват дополнительно снабжен устройством для предварительного поджатия улитки к клину корпуса захвата.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый захват отличается тем, что корпус захвата имеет клинообразный паз, в который вставляется улитка, выполненная в виде стержня, имеющего сечение, ограниченное двумя дугами разной длины и сопряженными с ними прямыми, сходящимися под углом, равным углу клина в корпусе, или окружностью, по отношению к которой грани клина корпуса захвата являются касательными, захват дополнительно снабжен устройством для предварительного поджатия улитки к клину корпуса захвата.

На фиг.1 изображена конструкция захвата, на фиг.2 (а-в) - варианты профиля сечения улитки, а на фиг.3 (а, б,) - схема действия сил.

Захват (фиг.1) состоит из корпуса 1, в котором выполнен клинообразный паз с углом при вершине α. В паз на всю ширину захвата вставлена улитка 2, представляющая стержень, профиль сечения которого может быть выполнен различным. В вариантах (фиг.2, а, б) профиля сечения улитки сечение ограничено двумя дугами окружностей разной длины и сопряженными с ними прямыми, сходящимися под углом, равным углу α' клина в корпусе.

Размер В может быть больше (как на фиг.2,а), меньше или равен (r1+r2), где r1>r2.

Сопряжение прямых с элементами окружностей осуществляется по касательной (фиг.2,а) или с помощью переходных радиусов r0 (фиг.2,б).

В общем случае криволинейные части улитки могут представлять собой также элементы других кривых, например, спирали.

Вариант (фиг.2,б) отличается тем, что улитка выполнена из стержня круглого сечения, диаметром d0, со срезанными под углом α гранями, образующими клин.

В варианте (фиг.2,в) сечение ограничено окружностью диаметром d, по отношению к которой грани клина корпуса захвата являются касательными, здесь улитка представляет собой стержень (валик) круглого сечения.

Улитку 2 (фиг.1) охватывает испытываемый гибкий материал 3.

Для равномерного предварительного поджатия улитки 2 к клину корпуса 1 захвата служит устройство 4, выполненное, например, в виде вала с эксцентриками 5, поворот которого осуществляется рукоятками 6.

Вал 5 устанавливается в планках 7, закрепленных на корпусе 1 болтами 8. Для повышения жесткости корпуса одна из планок может закрывать весь его торец (показана пунктиром). Поджатие осуществляется через планку 9.

Устройство прижима может быть выполнено и в другом виде, например поджатие может осуществляться винтами (на фиг.1 не показано).

Поверхности клина корпуса 1 захвата и улитки 2, непосредственно контактирующие с образцом, могут быть выполнены с рифлением или покрытием, препятствующими скольжению образца в захвате.

Участок корпуса, где из него выходит образец 3, должен быть тщательно обработан, покрыт антифрикционным, например тефлоновым, слоем, или снабжен перекатным роликом 10. Принцип работы захвата основан на сочетании эффекта клинового зажима с использованием Эйлеровой силы трения на дуге охвата.

Из условия равновесия сил, действующих на клин, найдем (фиг.3,а):

Отсюда с учетом получим:

где Ри - испытательная нагрузка;

F - сила трения на гранях клина;

f - коэффициент трения испытываемого материала по металлическим поверхностям захвата;

ρ - угол трения;

α - угол при вершине клина.

Анализ формулы 2 приводит к выводу, что для удержания образца в клине (трение по четырем поверхностям) необходимо выполнить условие . Для многих гибких материалов с малым коэффициентом трения f выполнение этого условия связано с конструктивными трудностями. Поэтому целесообразно использовать клин в качестве вспомогательного зажима, приводимого в действие испытательной нагрузкой, а основную функцию удержания образца в захвате обеспечивать с помощью криволинейных участков профиля улитки.

Из условия равновесия сил на улитке при однократном огибании ее материалом образца по формуле Эйлера найдем (фиг.3,б):

где φ - угол охвата.

Таким образом, использование улитки в сочетании с клином позволяет проводить испытания при нагрузке, значительно превышающей силу трения в самом клине.

При многократном огибании гибким материалом профиля улитки имеем (фиг.2), где n - число охватов (наматываний), т.е. удерживающий эффект захвата многократно усиливается, в том числе и за счет трения слоев материала между собой как на дугах улитки, так и на участке клина.

Полученный результат применим также для улитки, выполненной в виде стержня (валика), сечение которого ограничено окружностью, по отношению к которой грани клина корпуса захвата являются касательными. При многократном охвате такой улитки образцом в зоне контакта с гранями клина корпуса испытываемый материал за счет смятия слоев также принимает форму клина.

Работа захвата осуществляется следующим образом (фиг.1).

На улитку 2 плотно наматывают испытываемый материал 3 в один или несколько слоев, после чего ее сбоку свободно вставляют в клиновой паз корпуса 1 захвата. Поворотом эксцентриков 5 с помощью рукояток 6 через планку 9 осуществляют предварительное поджатие улитки 2 к клину корпуса 1 захвата.

После такого закрепления образца в обоих захватах (верхнем и нижнем), установленных на разрывной машине, можно проводить его испытание на растяжение. Заправку образцов в захваты можно производить также отдельно, с последующей установкой их на машину.

Предлагаемый захват повышает надежность крепления гибких материалов при испытании их на растяжение на разрывных машинах, в том числе при большой ширине образца.

1. Захват для испытания гибких материалов на растяжение, содержащий зажим и охватываемую гибким образцом улитку, установленные в его корпусе, отличающийся тем, что корпус захвата имеет клинообразный паз, в который вставляется улитка, выполненная в виде стержня, имеющего сечение, ограниченное двумя дугами разной длины и сопряженными с ними прямыми, сходящимися под углом, равным углу клина в корпусе, или окружностью, по отношению к которой грани клина корпуса захвата являются касательными.

2. Захват по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен устройством для предварительного поджатия улитки к клину корпуса захвата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приспособлениям для механических испытаний, а именно к захватам для крепления образцов при испытании на растяжение. .

Изобретение относится к области испытаний материалов на трещиностойкость при действии структурных и температурных усадочных напряжений и старения. .

Изобретение относится к испытательной технике. .

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к клиновым захватам для крепления образцов при испытании на растяжение. .

Изобретение относится к приспособлениям для механических испытаний, а именно к захватам для крепления образцов при испытании на растяжение. .

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к клиновым захватам для крепления образцов при испытании на растяжение. .

Изобретение относится к устройствам для проведения механических испытаний волоконных световодов и измерения параметров процесса их механической усталости. .

Изобретение относится к захватным устройствам для испытания на растяжение плоских образцов из высокоэластичных материалов. .

Изобретение относится к приспособлениям, предназначенным для крепления образцов при их испытаниях на растяжение. .

Изобретение относится к области измерения параметров механической усталости волоконных световодов. .

Изобретение относится к испытательной технике

Изобретение относится к устройству для испытания обшивок корпуса

Изобретение относится к испытаниям на одноосное сжатие при исследовании механических свойств материала. Устройство содержит одну или несколько равномерно распределенных по длине образца однотипных независимых опор, поддерживающих образец в поперечном направлении. Каждая независимая опора содержит три одинаковых, равномерно распределенных по окружности образца кулачка и механизм для синхронного радиального перемещения кулачков. На поверхности каждого кулачка, обращенной к образцу, установлены датчики, регистрирующие механический контакт между кулачком и образцом, а для управления механизмом перемещения кулачков имеется автоматическая следящая система, способная обеспечивать раздвижение кулачков до положения, при котором хотя бы один из них находился вне контакта с образцом. Технический результат: создание при испытании на сжатие длинномерных стержневых образцов напряженно-деформированного состояния, практически соответствующего одноосному сжатию, и повышение точности результатов испытания. 2 ил.

Изобретение относится к способам испытаний волокон на прочность при растяжении, в частности к способам захвата волокна в зажимах разрывной машины, и к приспособлениям для осуществления таких способов, и может быть использовано в химической, авиационной промышленности. Сущность: фиксируют волокно в приспособлении для фиксации и закрепляют приспособление с волокном в зажимах разрывной машины. Перед фиксацией волокна в приспособлении на оба конца волокна прикрепляют стеклянные шарики диаметром больше диаметра волокна, используют пару втулок в качестве приспособления для фиксации, причем каждая втулка снабжена отверстием с конической частью. Приспособление для фиксации содержит первую и вторую втулки, каждая из которых содержит первую цилиндрическую часть с внутренним диаметром больше диаметра шарика, коническую часть с углом при вершине не менее 70 и не более 100 градусов и вторую цилиндрическую часть с внутренним диаметром больше диаметра волокна, но меньше диаметра стеклянного шарика. Технический результат: повышение надежности фиксации волокон и точности полученных результатов испытаний на разрывной машине. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, используемой при испытаниях на усталость. Зажимное устройство содержит стягиваемые с помощью винтов опорные детали, между которыми размещен испытуемый образец и переходные детали, расположенные по обе стороны концевой части испытуемого образца и имеющие участок, выступающий за зону их контакта с опорными деталями в сторону рабочей части образца. Переходные детали выполнены в виде набора гибких плоских пластин, имеющих жесткость на изгиб, меньшую жесткости на изгиб испытуемого образца, длина выступающих участков пластин, непосредственно контактирующих с испытуемым образцом, превышает пять его толщин, а каждая из других не контактирующих с испытуемых образцом пластин имеет длину, меньшую длины предыдущей соседней пластины, либо выступающий участок переходных деталей имеет профиль с переменной плавно меняющейся кривизной, при этом значение радиуса кривизны профилированной поверхности деталей в зоне границы контакта с образцом больше радиуса кривизны рабочей части образца при его изгибе и по направлению удаления от зоны контакта с образцом меняется до значения, которое меньше вышеуказанного радиуса испытуемого образца, твердость поверхности переходных деталей в зоне плавного изменения кривизны этой поверхности ниже твердости поверхности испытуемого образца, а длина выступающих участков переходных деталей превышает три толщины образца. Технический результат - обеспечение защиты образца от излома. 2 н.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к приборам для исследования плотности жидкостей в широком интервале температур пикнометрическим методом. Неподвижный термостат представляет собой длинный стакан с установленным внутри пикнометром, закрепленный неподвижно на вертикальной массивной стойке. Стакан с пикнометром вставляется в широкую трубу-термостат с циркулирующей термостатирующей жидкостью, подаваемой и отводимой через патрубки, которая в свою очередь устанавливается в теплоизолирующую трубу с толстым слоем пористого асбеста и нагревательную цилиндрическую печь. Вся система крепится на платформе. Двухкапиллярный пикнометр включает заправочный бункер, отградуированные мерные капиллярные трубки и рабочую камеру, состоящую из двух отсеков - верхнего и нижнего. К конусообразному дну верхнего отсека вакуумно-плотно присоединяется система из нескольких последовательно соединенных между собой емкостей малых объемов (~1 см3), а в верхний торец нижнего отсека осесимметрично введена тонкостенная трубочка с термопарами, рабочие спаи которых располагаются соответственно в центре, вблизи противоположных стенок и около дна нижнего отсека с исследуемой жидкостью, для прецизионного контроля истинной температуры исследуемой жидкости. Техническим результатом является увеличение в несколько раз температурного диапазона (интервала) измерений плотности с высокой точностью измерений плотности, значительное упрощение конструкции пикнометра и его эксплуатации, обеспечение равновесных термодинамических условий измерений плотности исследуемых жидкостей в высоком статическом вакууме, без дальнейшего вскрытия пикнометра и нарушения в нем вакуума, в широком температурном диапазоне измерений, получение возможности не только прецизионного контроля истинной температуры исследуемой жидкости, но и возможных температурных градиентов внутри образцов; повышение в несколько раз производительности исследовательского труда и значительная экономия высокочистых веществ при прецизионных измерениях температурной зависимости плотности жидкостей в широкой области температур. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к образцам для определения прочностных характеристик материалов при пластическом одноосном растяжении, и может найти применение в различных отраслях промышленности. Образец содержит захватные части и рабочую часть в виде стержня. Захватные части выполнены в виде втулок, выполненных из материала, обладающего эффектом обратимой памяти формы, охватывающих стержень. Сечения рабочей части стержня и его концевых зон равны между собою. Технический результат: снижение трудоемкости изготовления образцов, повышение коэффициента использования материала и обеспечение возможности испытания изделий с учетом технологии их изготовления. 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств композиционных материалов, а именно: к исследованию упруго-прочностных характеристик при сжатии (прочность, модуль упругости). Устройство состоит из двух нижних и двух верхних захватных приспособлений Г-образной формы. В двух верхних захватных приспособлениях выполнены сквозные цилиндрические отверстия, в которых закреплены цилиндрические шарнирные элементы. Устройство фиксируется на образце посредством болтового соединения. В цилиндрических отверстиях расположены цилиндрические направляющие стержни, которые жестко зафиксированы в нижних захватных приспособлениях, а на нижних захватных приспособлениях расположены центральные поддерживающие планки, либо в цилиндрических отверстиях расположены цилиндрические направляющие стержни, а по упомянутым стержням свободно перемещаются независимые поддерживающие планки. Технический результат: добавление конструктивных элементов, позволяющих использовать многоразовые навесные датчики деформации для определения деформационных характеристик, обеспечение осевой устойчивости образца при нагружении, повышение достоверности измеренных данных. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Новая конструкция держателя колодки для роликовых машин трения относится к области трибологии и предназначено для установки колодок на машинах трения «Амслер» и других аналогичных типов при проведении износных испытаний. Отличие его заключается в том, что в нижней части пластины 1 выполнен паз Б, плоскость симметрии которого проходит через ось основного отверстия, а в центре перемычки паза Б установлен сферический конус 2 для базирования исследуемой колодки, причем в боковых стенках паза В и Г выполнены отверстия с расположенными в них пружинами 3 и винтами 4, предотвращающими выпадение колодки из держателя в процессе сборки. Для проведения измерений электросопротивления трибоконтакта основное отверстие А пластины снабжено электроизолирующим кольцом 5. Техническим результатом является расширение области применения, повышение точности определения коэффициента трения и снижение трудоемкости проведения испытаний. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх