Плоский металлический образец для механических испытаний



Плоский металлический образец для механических испытаний
Плоский металлический образец для механических испытаний
Плоский металлический образец для механических испытаний
G01N1/28 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2687892:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") (RU)

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для получения информации об изменении электромагнитных свойств металлических образцов при их механических испытаниях, например, на растяжение или степени усталости при циклических нагрузках. Плоский металлический образец для механических испытаний выполнен в виде вытянутой прямоугольной рабочей части и находящихся на его торцах головок, с закрепленными на их поверхности диэлектрическими пластинами, предназначенных для захвата зажимами испытательной машины. Каждая из головок на части своей длины выполнена с превышающими ширину зажимов испытательной машины выступами, служащими контактными площадками для электрического соединения образца с токовыми проводами источника тока блока измерения электропотенциального сигнала. Технический результат настоящего изобретения заключается в уменьшении погрешности измерения удельного электрического сопротивления образца в процессе его механических испытаниях. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для получения информации об изменении электромагнитных свойств металлических образцов при их механических испытаниях, например, на растяжение или степени усталости при циклических нагрузках.

Для оценки методами неразрушающего контроля технического состояния металла необходимо иметь взаимосвязь между механическими характеристиками металла (степенью усталости, уровнем механических напряжений, степенью деформации) и регистрируемыми соответствующими методами неразрушающего контроля свойствами металла.

Одним из наиболее эффективных и простых в реализации методов неразрушающего контроля, используемых для оценки технического состояния металла, является электропотенциальный метод неразрушающего контроля. Возможность его применения связана с тем, что удельное электрическое сопротивление металла в процессе циклической нагрузки, при деформации и с увеличением механических напряжений изменяется [Наумов Н.М., Микляев П.Г. Резистометрический неразрушающий контроль деформируемых алюминиевых сплавов. - М.: Металлургия, - 1974. - С. 166-172.]. Это отражается на распределении электрического потенциала на поверхности металла при пропускании по нему электрического тока. Измеряя величину электрического напряжения U12 между точками 1 и 2 на поверхности контролируемого участка (электропотенциальный сигнал) и имея взаимосвязь между величиной U12 и контролируемым механическим параметром Рм металла, можно оценить величину Рм на контролируемом участке.

Для получения зависимости U12=U12м) в процессе механических испытаний образца, по нему через токовые проводники, электрически соединенные с образцом, пропускают электрический ток известной величины и измеряют изменение электрического напряжения U12 между потенциальными электродами, электрически соединенными с поверхностью образца. Для проведения соответствующих измерений при механических испытаниях применяют различные типы образцов, в том числе, и плоские.

Известен плоский металлический образец для механических испытаний, выполненный в виде вытянутой прямоугольной рабочей части и находящихся на его торцах головок, предназначенных для захвата зажимами испытательной машины [ГОСТ 11701-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение тонких листов и лент (с Изменениями №1, 2) Постановление Госстандарта СССР от 17.07.1984 №2514ГОСТ от 17.07.1984 №11701-841. Приложение 1, черт. 1 и 2.].

Головки могут иметь ту же ширину, что и рабочая часть образца или иметь большую ширину. Обычно переход от более широкой части головки к более узкой рабочей части образца выполняется плавно и имеет форму четверти окружности соответствующего радиуса. Наличие головок позволяет увеличить площадь механического контакта захвата испытательной машины с образцом, повышая надежность его фиксации. При этом ширина головки выбирается меньше и равной ширине захватов испытательной машины.

Недостаток известного образца состоит в невозможности обеспечения оптимальных условий измерения, достигаемых при равномерном распределении плотности тока по всей длине рабочей части образца и обеспечении ее стабильной величины в процессе измерений.

Это связано с тем, что электрический ток через известный образец во время испытаний может быть создан только с помощью проводов, подключаемых к его участкам, находящимся между головками. Соединение может выполнено, например, при помощи сварки или через зажимы.

При вводе тока в образец через приваренную к нему проволоку в зоне приварки нарушается однородность металла, что может стать концентратором механических напряжений. При малой площади приварки в зоне контакта возрастает плотность тока, что приводит к локальному перегреву, влияющему на измеряемую величину - удельную электрическую проводимость. При увеличении площади приварки возрастает неоднородность металла.

При вводе тока через зажимы надежность контакта в процессе испытаний уменьшается, так как по мере растяжения образца, он становится более тонким. Это приводит к необходимости выполнять контакт подпружиненным, что не обеспечивает необходимого усилия и неизменной площади контакта, достигаемой при болтовом соединении с образцом.

Также следует отметить, что потенциальные электроды необходимо размещать в зоне с равномерным распределением плотности тока, с целью исключения неоднозначности измерений. Для размещения потенциальных электродов в зоне с равномерным распределением плотности тока необходимо смещать соответствующие потенциальные электроды, находящиеся между точками ввода тока, на расстояние не менее ширины образца. Смещать потенциальные электроды относительно точек ввода тока необходимо и из-за неизбежного нагрева образца в точках ввода тока, так как величина пропускаемого тока, для обеспечения требуемой чувствительности, составляет порядка 10…20 А. В связи с необходимостью смещения потенциальных электродов относительно точек ввода тока допустимое расстояние между потенциальными электродами уменьшается, что приводит к уменьшению абсолютной чувствительности измерений, пропорциональной расстоянию между потенциальными электродами.

Следует отметить, что при закреплении известного образца между зажимами испытательной машины возникает вторая замкнутая электрическая цепь, шунтирующая образец. Эта цепь проходит через корпус машины и содержит детали, соединяемые между собой через подшипники, шарниры и т.п. Из-за этого электрическое сопротивление шунтирующей цепи при изменении нагрузки изменяется, так как изменяется давление между соединяемыми деталями. Это приводит к изменению шунтирующего тока Iш, а соответственно и тока через образец Iобр, так как измерения проводятся при работе источника в режиме тока, при котором ток создаваемый источником Iист=const и, следовательно, Iобр=Iист-Iш.

Отмеченные факторы оказывают существенное влияние на увеличение погрешности измерений, так как регистрируемая величина изменения напряжения между потенциальными электродами за счет изменения удельной электрической проводимости изменяется, как правило, не более, чем на десятые части процента.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности плоский металлический образец для механических испытаний, выполненный в виде вытянутой вдоль одной из осей симметрии прямоугольной рабочей части и головок, с закрепленными на их поверхности диэлектрическими пластинами, предназначенных для захвата зажимами испытательной машины [Zhang S.J. Zhou С. Xia Q.X. Che S.M. Quantification and Characterization of Full Field Ductile Damage Evolution for Sheet Metals Using an Improved Direct Current Potential Drop Method. - Experimental Mechanics (2015), - pp. 611-621.].

При использовании данного образца для измерения изменения удельной электрической проводимости металла при растяжении, благодаря наличию на поверхности головок образца изолирующих диэлектрических пластин, исключается влияние шунтирующей цепи испытательной машины. Однако и этот известный образец не обеспечивает оптимальных условий измерения, достигаемых при равномерном распределении плотности тока по всей длине рабочей части образца, так как ввод тока в образец необходимо выполнять на части образца, находящейся между его головками.

Технический результат настоящего изобретения заключается в уменьшении погрешности измерения удельного электрического сопротивления образца в процессе его механических испытаниях.

Указанный технический результат в плоском металлическом образце для механических испытаний, выполненном в виде вытянутой прямоугольной рабочей части и находящихся на его торцах головок, с закрепленными на их поверхности диэлектрическими пластинами, предназначенных для захвата зажимами испытательной машины, достигается благодаря тому, что каждая из головок на части своей длины выполнена с превышающими ширину зажимов испытательной машины выступами, служащими контактными площадками для электрического соединения образца с токовыми проводами источника тока блока измерения электропотенциального сигнала.

Дополнительно указанный технический результат достигается благодаря тому, что на контактных площадках выполнены отверстия для электрического соединения с токовым проводом через болтовое соединение.

На фиг. 1 показан предлагаемый плоский металлический образец для механических испытаний, на фиг. 2 - вариант подключения образца к блоку измерения электропотенциального сигнала.

Предлагаемый плоский металлический образец 1 для механических испытаний, выполнен в виде вытянутой прямоугольной рабочей части 2 и находящихся на его торцах головок 3 и 4. Головки 3 и 4 на части своей длины выполнены с превышающими ширину зажимов испытательной машины выступами 5 и 6, соответственно, служащими контактными площадками для электрического соединения образца 1 с токовыми проводами, от блока измерения электропотенциального сигнала. На выступах 5 и 6 рекомендуется выполнить отверстия 7 и 8, соответственно, для надежного подключения токовых проводов к выступам 5 и 6 через болтовое соединения, обеспечивающее надежный электрический контакт. Выполнение отверстий на части образца 1 между головками 3 и 4 невозможно, так как они являлись бы концентраторами механических напряжений и влияли на исследуемые характеристики, в то время как отверстия на выступах 5 и 6 не подвержены механической нагрузке.

Для предотвращения протекания тока через корпус испытательной машины ее захваты должны быть электрически изолированы относительно образца 1. Для этого часть поверхности, по меньшей мере, одной головки, предназначенной для захвата зажимами испытательной машины, снабжена электрической изоляцией, размещенных на ее обеих поверхностях. На фиг. 1 показан вариант, когда электрическая изоляция, создаваемая диэлектрическими пластинами 9, 9' (9' размещена с тыльной стороны и не показана) и 10, 10' (10' размещена с тыльной стороны и не показана) наклеенными на обеих головках - 3 и 4 с каждой из сторон.

Предложенный плоский металлический образец 1 для механических испытаний используется следующим образом. Образец 1 размещается между зажимами испытательной машины (не показаны), при этом образец изолирован относительно машины наклеенными на него диэлектрическими пластинами 9, 9', 10, 10'. Источник тока 11 блока измерения электропотенциального сигнала через токовые провода 12 и 13 подключается к образцу 1. Для этого используются отверстия 7 и 8 на выступах 5 и 6, выходящих за части площадей головок 3 и 4 занятых захватами испытательной машины. Сигнальные провода 14 и 15, идущие от измерителя 16 блока электропотенциального измерителя сигнала, соединяются в точках 17 и 18 с рабочей частью 2 образца, например, с помощью контактной сварки. Так как ток по сигнальным проводам 14 и 15 пренебрежимо мал, контакт, обеспечиваемый контактной сваркой вполне достаточен.

Отметим, что токонесущие провода 13 и 14 могут быть выполнены жесткими и пространственно удалены от сигнальных проводов 14 и 15. Это обеспечивает слабую электромагнитную связь токовой и измерительных цепей, уменьшая уровень помех, возникающих при использовании переменного или импульсного тока.

В процессе испытаний к образцу 1 прикладывается растягивающая нагрузка от зажимов испытательной машины (не показана) и в процессе деформации регистрируется изменение электрического напряжения между точками 17 и 18, регистрируемого измерителем 16. Регистрируемое напряжение несет информацию об удельной электрической проводимости образца.

Техническое преимущество предлагаемого плоского металлического образца для механических испытаний состоит в обеспечении возможности измерения удельного электрического сопротивления образца с меньшей, чем у прототипа погрешностью при его механических испытаниях. Это достигается за счет создания надежного электрического контакта в специально созданных зонах образца на выступах его головок, не подвергающихся механической нагрузке при механических испытаниях. За счет этого обеспечивается равномерное распределение плотности тока более стабильной величины по всей длине рабочей части образца и исключение зон с локальным нагревом образца в зонах ввода тока, приводящим к паразитному изменению измеряемой удельной электрической проводимости.

1. Плоский металлический образец для механических испытаний, выполненный в виде вытянутой прямоугольной рабочей части и находящихся на его торцах головок с закрепленными на их поверхности диэлектрическими пластинами, предназначенных для захвата зажимами испытательной машины, отличающийся тем, что каждая из головок на части своей длины выполнена с превышающими ширину зажимов испытательной машины выступами, служащими контактными площадками для электрического соединения образца с токовыми проводами источника тока блока измерения электропотенциального сигнала.

2. Плоский металлический образец для механических испытаний, по п. 1, отличающийся тем, что на контактных площадках выполнены отверстия для электрического соединения с токовым проводом через болтовое соединение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ветеринарной микробиологии и касается иммуноферментной тест-системы для серологической диагностики инфекционного кератоконъюнктивита крупного рогатого скота и контроля напряженности поствакцинального иммунитета.

Изобретение относится к области аналитической химии. Способ подготовки пробы мочи для определения монофталатов методом ВЭЖХ/масс-спектрометрии включает центрифугирование пробы мочи 10 мин со скоростью 2000 об/мин., затем в пробу вносят концентрированную уксусную кислоту до достижения pH смеси 4,8., далее к 5 см3 подкисленного образца добавляют 0,2 см3 водного раствора фермента β-глюкуронидазы (Helix Pomatia).

Изобретение относится к способу определения вида остаточных сварочных напряжений и может быть использовано при проектировании, производстве и контроле сварных конструкций.

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ дифференциальной диагностики грибовидного микоза от хронических дерматозов, включающий проведение у больного конфокальной лазерной сканирующей микроскопии наиболее инфильтрированного участка кожи, выявление патоморфологических признаков и балльную оценку их степени выраженности, характеризующийся тем, что определяют F – суммарный диагностический индикатор указанных патоморфологических признаков по формуле , где p1 – эпидермальная деструкция (от 0 до 3 баллов); р2 – микроабсцессы Потрие (от 0 до 1 балла); р3 – присутствие атипичных лимфоцитов в эпидермисе (от 0 до 3 баллов); р4 – присутствие атипичных лимфоцитов в дермо-эпидермальном соединении (от 0 до 3 баллов); р5 – потеря контура сосочков (от 0 до 3 баллов); р6 – присутствие атипичных лимфоцитов в дерме (от 0 до 3 баллов); и при значении F<5,8 диагностируют хронический дерматоз, при значении 5,9≤F≤6,8 – диагноз не уточнен, а при значении F≥6,9 – грибовидный микоз.

Изобретение относится к технике исследования механических свойств материалов. Способ включает в себя подготовку стерильной плотной питательной среды (СППС, представляющей собой водный раствор с рН 7,2±0,3, содержащий 13-19 г/л агар-агара + 8-12 г/л сахарозы + 1,3-1,9 г/л NH4NO3 + 0,4-0,6 г/л KH2PO4 + 0,4-0,6 г/л NaH2PO4 + 0,6-0,8 г/л (NH4)2SO4 + 0,18-0,22 г/л Mg(NO3)2 + 0,05-0,07 г/л FeCl3 + 0,018-0,022 г/л CaCl2), подготовку плотной питательной среды с тестовыми микроорганизмами (МППС, состоящей из СППС с выращенной на ее поверхности сплошной колонией Rhodotorula sp.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к сигнализаторам дыма. Технический результат изобретения заключается в расширении арсенала технических средств.

Изобретение относится к прободержателю. Система (100, 200) для обработки биологической пробы (S), являющейся биопсийной, содержащая прободержатель (110, 210) и по меньшей мере один дополнительный компонент (120, 130, 150), причем прободержатель содержит трубчатый элемент (111, 211), при этом трубчатый элемент (111, 211) содержит стенку, которая состоит по меньшей мере частично из прозрачного материала, и каждый из упомянутого по меньшей мере одного дополнительного компонента (120, 130, 150) имеет направляющую (123, 132, 232, 152), которая может соединяться с по меньшей мере частью трубчатого элемента (111, 211) прободержателя (110, 210), отличается тем, что трубчатый элемент (111, 211) содержит область, где стенка является проницаемой для реагентов.

Изобретение относится к способам исследования материалов путем определения их химических свойств в жидком состоянии, например, с использованием спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Изобретение относится к области медицины, в частности к молекулярной онкологии, и предназначено для прогнозирования развития метастазов в печени у больных раком толстой кишки.

Изобретение относится к области медицины и медицинской диагностики. Раскрыт способ микроскопической диагностики качества спермы после седиментации эякулята, включающий отбор клеток из осадка эякулята (ОЭ), подготовку цитологических препаратов из отобранных клеток ОЭ с размещением на предметные стекла, высушивание и окрашивание препаратов, последующий подсчет количества, оценку различных типов клеток и сравнение с данными контрольной группы для получения заключения.

Изобретение относится к устройствам отбора, подготовки и доставки проб в системах автоматического аналитического контроля технологических процессов при обогащении минерального сырья в черной, цветной, химической отраслях промышленности, при водоподготовке, очистке стоков и др., и используется для отбора жидких проб, пульп и суспензий из емкостей, зумпфов, карманов флотационных машин, технологических лотков в местах активного перемешивания потоков. Техническим результатом разработки является упрощение конструкции, повышение представительности отбираемой пробы и надежности работы устройства, а также расширение диапазона выполняемых функций - доставка отобранных проб на нужное расстояние к месту выполнения анализа. Вакуумный пробоотборник, содержащий вертикально расположенный корпус с внутренним пространством для отбора пробы из технологического потока жидких или пульповых материалов, пробозаборная трубка, клапан слива, эжектор, снабженный управляющим клапаном для перекрытия сжатого воздуха, магистраль промывки пробоотборника через клапан подачи промывной воды, при этом, корпус пробоотборника в нижней конической части снабжен управляемым двухходовым диафрагменным клапаном для изменения направления движения пробы от технологического потока в полость пробоотборника и последующей транспортировкой ее по транспортному трубопроводу через устройство воздухоотделения к месту доставки, а в верхней - штуцер подачи вакуума или давления во внутреннюю полость корпуса и штуцер подачи через управляемый клапан промывочной воды, а также датчик уровня отбираемой пробы с возможностью задержки его срабатывания по команде контроллера, при этом устройство воздухоотделения состоит из двух вертикально расположенных частей, в верхней из которых размещено устройство преобразования структуры движущейся по транспортному трубопроводу под действием сжатого воздуха пульповой пробки, выполненное в виде диффузора и расположенного внутри по его оси конического рассекателя с возможностью регулировки зазора между ними, обеспечивающего беспрепятственное прохождение входящего потока, и расположенный ниже уровня диффузора под острым углом к направлению потока патрубка отвода транспортирующего воздуха, диаметр которого больше диаметра патрубка подачи сжатого воздуха для транспортировки пробы, а в нижней части - расширительная емкость сбора всего объема доставленной пробы со штуцером для отвода свободно истекающего потока к месту доставки отобранной пробы. Заявляемое техническое решение разработано, изготовлено и проведены лабораторные испытания в ЗАО «ТЕХНОЛИНК», Санкт-Петербург, Россия. Промышленное производство предлагаемой конструкции вакуумного пробоотборника не представляет трудностей для предприятий современного уровня. Опытный образец вакуумного пробоотборника жидких проб, пульп и суспензий проходит промышленные испытания Талнахской обогатительной фабрике Заполярного филиала ПАО «ГМК «Норильский Никель», г. Норильск.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для получения информации об изменении электромагнитных свойств металлических образцов при их механических испытаниях, например, на растяжение или степени усталости при циклических нагрузках. Плоский металлический образец для механических испытаний выполнен в виде вытянутой прямоугольной рабочей части и находящихся на его торцах головок, с закрепленными на их поверхности диэлектрическими пластинами, предназначенных для захвата зажимами испытательной машины. Каждая из головок на части своей длины выполнена с превышающими ширину зажимов испытательной машины выступами, служащими контактными площадками для электрического соединения образца с токовыми проводами источника тока блока измерения электропотенциального сигнала. Технический результат настоящего изобретения заключается в уменьшении погрешности измерения удельного электрического сопротивления образца в процессе его механических испытаниях. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх