Устройство для испытания образца материала на сжатие в условиях гидростатического давления

Авторы патента:

Беспалов Александр Владимирович (RU)

G01N3/08 - путем приложения растягивающих или сжимающих статических нагрузок (G01N 3/28 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2709426:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, материаловедению и измерительной технике и может быть использовано для построения диаграмм пластичности и сопротивления деформации металлических материалов. Устройство содержит герметичный контейнер, со стороны одного из торцов которого расположена опора, а со стороны противоположного - плунжер. В полости контейнера установлены плиты для сжатия между ними испытуемого образца, выполненного с цилиндрическими полостями на рабочих торцах и отверстием по оси. Одна из плит взаимодействует с плунжером, а другая, имеющая дроссельный канал, с опорой. Часть полости контейнера между плитой и опорой заполнена смазкой, а сама плита выполнена с возможностью перемещения вдоль оси контейнера и имеет герметичное уплотнение по поверхности контакта с ним. Технический результат: повышение степени однородной деформации образца. 1 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, материаловедению и измерительной технике и может быть использовано для построения диаграмм пластичности и сопротивления деформации металлических материалов. Данное устройство может применяться при проведении научных исследований и в промышленности.

Известно устройство для испытания образцов на сжатие в условиях гидростатического давления, содержащее герметичный контейнер, установленные в его полости опору и размещенный со стороны одного из торцов контейнера плунжер, установленную со стороны противоположного торца контейнера матрицу с коническим отверстием для выпрессовывания через нее вспомогательного образца, герметизирующего полость контейнера при испытании, и плит для сжатия между ними испытуемого образца, одна из которых взаимодействует с плунжером, а другая с опорой, причем в плитах выполнены дроссельные каналы, предназначенные для соединения цилиндрических полостей образца с полостью контейнера. [Устройство для испытания образцов на сжатие в условиях гидростатического давления: а.с. 1245929 СССР кл. G01N 3/08/ А.И. Колпашников, А.А. Федоров, В.И. Михеев, Б.В. Кучеряев, В.В. Кучеряев, В.А. Близнюк, М.М. Григорьев, А.В. Беспалов, А.Ф. Азаров и В.В. Глотов; заявитель и патентообладатель Московский авиационный технологический институт им. К.Э. Циолковского. - №3853577/25-28; заявл. 13.02.85; опубл. 23.07.86, Бюл. №27. - 3 с].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания образца материала на сжатие при высоких гидростатического давлениях, содержащее герметичный контейнер, установленные в его полости опору и размещенный со стороны одного из торцов контейнера плунжер, матрицу с коническим отверстием, закрепленную со стороны второго торца контейнера, вспомогательный образец, установленный на матрице и предназначенный для выпрессовывания его через матрицу, и две плиты для сжатия испытуемого образца одна из которых установлена на опоре, а верхняя плита соединена со вспомогательным образцом с возможностью осевого перемещения. [Устройство для испытания образца материала на сжатие при высоких гидростатического давлениях: патент 2655043 РФ кл. G01N 3/08 А.А. Федоров, А.П. Петров, А.В. Беспалов, Р.С. Комаров; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждения высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» - №2017117507; заявл. 19.05.2017; опубл. 23.05.2018, Бюл. №15. - 4 с].

Недостатком известных устройств является невозможность обеспечения высокой степени однородной деформации испытуемого образца из-за отсутствия активного гидродинамического трения на поверхностях контакта образца с плитами.

Целью изобретения является повышение степени однородной деформации образца.

Указанная цель достигается тем, что устройство для испытания образца материала на сжатие в условиях гидростатического давления, содержит герметичный контейнер, со стороны одного из торцов которого расположена опора, а со стороны противоположного - плунжер, в полости контейнера установлены плиты для сжатия между ними испытуемого образца с цилиндрическими полостями на рабочих торцах и отверстием по оси, одна из плит взаимодействует с плунжером, а другая, имеющая дроссельный канал, с опорой, часть полости контейнера между плитой и опорой заполнена смазкой, а сама плита выполнена с возможностью перемещения вдоль оси контейнера и имеет герметичное уплотнение по поверхности контакта с ним.

На фиг. 1 изображено устройство для испытания образца материала на сжатие в условиях гидростатического давления.

Устройство содержит герметичный контейнер 2 с опорой 6, и размещенный со стороны одного из торцов контейнера плунжер 1, верхнюю 9 и нижнюю 4 плиты для сжатия между ними испытуемого образца с цилиндрическими полостями на рабочих торцах и отверстием по оси 3, причем верхняя плита взаимодействует с плунжером 1, а нижняя, имеющая дроссельный канал 8 и герметичное уплотнение 7, взаимодействует через часть полости контейнера, заполненной смазкой 5, с опорой.

Устройство работает следующим образом.

В герметичный контейнер 2 устанавливают опору 6, после чего часть полости контейнера заполняют смазкой 5, на которую опускают нижнюю плиту 4, имеющую дроссельный канал 8 и герметичное уплотнение 7. Затем на нижней плите 4 размещают испытуемый образец 3 с цилиндрическими полостями на рабочих торцах и отверстием по оси, после чего с помощью плунжера 1 на торец испытуемого образца опускают верхнюю плиту 9, обеспечивая при ее перемещении передачу усилия от плунжера 1 через испытуемый образец 3 на нижнюю плиту 4, инициируя ее перемещение и воздействие при этом на смазку 5, находящуюся в части полости контейнера 2 между нижней плитой 4 и опорой 6. При достижении необходимого гидростатического давления начинается истечение смазка 5 через дроссельный канал 8 нижней плиты 4 в осевое отверстие и цилиндрические полосы на рабочих торцах испытуемого образца 3. Непрерывный поток смазки 5 под гидростатическим давлением формирует активное гидродинамическое трение на поверхностях контакта испытуемого образца с плитами 4 и 9, что обеспечивает повышение степени однородной деформации испытуемого образца 3.

Так, например, при скорости деформирования 2⋅10^-3-10^-2 м/с, вязкости смазки 10³-10⁴ П (Пуазы), давление в объеме в полостях на цилиндрических выточках и в центральном отверстии образца составляет 80-100 МПа, что достаточно для сжатия образца из алюминиевого сплава АМЦМ без бочкообразования его цилиндрической поверхности до величины деформации 70-75%, что гарантированно превышает допустимые степени деформации в реальных процессах обработки металлов давлением.

Использование устройства для испытания образца материала на сжатие в условиях гидростатического давления позволяет достичь степени однородной деформации 70-75%.

Устройство для испытания образца материала на сжатие в условиях гидростатического давления, содержащее герметичный контейнер, со стороны одного из торцов которого расположена опора, а со стороны противоположного - плунжер, в полости контейнера установлены плиты для сжатия между ними испытуемого образца, выполненного с цилиндрическими полостями на рабочих торцах и отверстием по оси, одна из плит взаимодействует с плунжером, а другая, имеющая дроссельный канал, с опорой, часть полости контейнера между плитой и опорой заполнена смазкой, а сама плита выполнена с возможностью перемещения вдоль оси контейнера и имеет герметичное уплотнение по поверхности контакта с ним.

Изобретение относится к технике исследования деформационно-прочностных свойств материалов, преимущественно растительного происхождения. Установка для испытания образцов на одноосное сжатие материалов, преимущественно растительного происхождения содержит неподвижный корпус с размещенными на нем двумя оппозитно расположенными опорами с поперечными к линии сжатия опорными поверхностями для крепления между ними исследуемого образца, каждая опора имеет центрально расположенный относительно линии сжатия фиксатор исследуемого образца с выступающей перед опорной поверхностью частью, по меньшей мере одна из опор подвижна и соединена с приводом ее движения по линии сжатия, а также устройство измерения текущих значений деформационно-прочностных характеристик сжатия.

Способ и устройство для испытаний эластичных материалов с малым поперечным сечением при воздействии на них натяжения и температуры // 2704579

Изобретение относится к области измерительной техники и может использоваться при создании устройств и приборов для контроля качества эластичных материалов с малым поперечным сечением, предпочтительно защитных нитей и лент полимерных с нанесенным термоадгезионным слоем и голографическим рисунком, используемых при производстве ценных бумаг.

Способ испытания образцов на разрыв и сжатие при высоких гидростатических давлениях // 2703828

Изобретение относится к обработке металлов давлением, к материаловедению и к измерительной технике и может быть использовано для получения диаграмм пластичности и сопротивления деформации различных металлических материалов.

Способ определения релаксационных свойств ниточных швов и раздвигаемости нитей ткани в швах // 2702734

Изобретение относится к технике испытаний и измерений применительно к определению раздвигаемости нитей ткани в швах и изменений линейных размеров при действии нагрузки, соответствующей градации тканей на легкораздвигающиеся и среднераздвигающиеся.

Установка для испытания образцов на одноосное сжатие материалов преимущественно растительного происхождения // 2698738

Изобретение относится к технике исследования деформационно-прочностных свойств материалов, преимущественно растительного происхождения. Установка содержит неподвижный корпус с размещенными на нем двумя оппозитно расположенными опорами с поперечными к линии сжатия опорными поверхностями для крепления между ними исследуемого образца, каждая опора имеет центрально расположенный относительно линии сжатия фиксатор исследуемого образца с выступающей перед опорной поверхностью частью, по меньшей мере одна из опор подвижна и соединена с приводом ее движения по линии сжатия, а также устройство измерения, включая автоматизированное, текущих значений деформационно-прочностных характеристик сжатия.

Способ определения реологических характеристик и длительной прочности материалов // 2697416

Изобретение относится к области испытания материалов, а именно к испытаниям материалов (горных пород, строительных материалов и т.д.) на ползучесть и длительную прочность при заданных уровнях напряжений и температур.

Способ определения предела прочности керамики при осевом растяжении // 2696934

Изобретение относится к методам определения механических характеристик керамики и может быть использовано для оценки предела прочности при растяжении хрупких материалов.

Метод определения физического сходства имитированного материала тела засыпки руды // 2695293

Изобретение раскрывает метод для определения физического сходства имитируемого материала тела засыпки руды. Тест на уплотнение выполняется в лаборатории на теле засыпки пустой породы, чтобы получить кривую ε-σ в отношении тела засыпки пустой породы в процессе уплотнения.

Аппарат для тестирования картона // 2694619

Заявленная группа изобретений относится к средствам для тестирования картона. Предложенный способ тестирования картона осуществляется с помощью тестирующего механизма и включает размещение картона из известного типа гофрированного материала между опорной пластиной и прижимной пластиной механизма, приложение нагрузки к картону посредством движения прижимной пластины относительно опорной пластины с тем, чтобы сжимать картон между ними, получение показаний нагрузки и отклонений с использованием одного или нескольких датчиков, установленных на или внутри механизма, и вывод по меньшей мере одной пары показаний нагрузки и отклонений для сравнения с предварительно определяемым показанием для этой заданной нагрузки или для этого заданного отклонения для картона этого типа, причем либо это заданное отклонение представляет собой расстояние, которое не превышает 90% от предварительно определяемой средней первой точки разрушения для гофрированного материала этого типа, либо эта заданная нагрузка может составлять порядка от 50 до 95% предварительно определяемой нагрузки для достижения первой точки разрушения для гофрированного материала этого типа, при этом средняя первая точка разрушения является точкой отклонения, где возникает первая пиковая нагрузка.

Способ и устройство прогнозирования разрушения // 2694312

Изобретение относится к способу и устройству прогнозирования разрушения. Сущность: осуществляют этапы, на которых получают эффективную ширину в направлении, включающем в себя точечносварной участок и пересекающем направление нагрузки на плоской поверхности, на которой предоставляется точечносварной участок элемента, вычисляют каждый предварительно определенный временной интервал, эффективную ширину, изменяющуюся в соответствии с изменением нагрузки, и прогнозируют разрушение точечносварного участка с использованием вычисленной эффективной ширины.