УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ВЫСОКОЭЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к приборостроению для легкой и текстильной промышленности и может быть использована для исследования деформационных характеристик легкодеформируемых (высокоэластичных) материалов типа тканей и трикотажных полотен с вложением полиуретановых нитей.
Известен прибор (Бузов Б.А. Практикум по материаловедению швейного производства. - М.: Издательский центр «Академия», 2003, с.103-104) для считывания продольной и поперечной деформаций при одноосном нагружении. К недостаткам этого прибора следует отнести технологические ограничения, возникающие при исследовании высокоэластичных материалов вследствие появления при одноосном нагружении краевого эффекта в виде спиралевидной кромки по длине образца. При этом определение величины поперечной деформации (сужения) образца технологически и технически затруднено вследствие необходимости расправления спиралевидной кромки посредством ручных приемов и удержания ее в расправленном состоянии в ходе измерения, что создает дополнительные труднопрогнозируемые погрешности не инструментального характера.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов [патент РФ №2002243, опубл. 30.10.93 г.], которое содержит механизм задания продольной деформации в виде разрывной машины, датчик измерения, регистрирующий блок, оптическую систему и предметную рамку, выполненную из двух частей, одна из которых неподвижно связана с оптической системой, а другая установлена с возможностью поворота относительно первой, при этом в ней выполнены прорези для прохождения светового потока, в центральной части расположена игла, предназначенная для фиксации материала, а датчик измерения выполнен в виде фотоэлемента, установленного на поворотной части предметной рамки.
Недостатком этого устройства является сложность, обусловленная закреплением устройства в процессе измерения непосредственно на образце, что создает
неудобства в работе и вносит погрешность в результаты за счет веса самого устройства. Для устранения краевого эффекта (спиралевидности кромок) в известном устройстве материал пропускают между двумя ограничивающими плоскостями, что увеличивает погрешность измерения за счет наличия сил трения. Кроме того, на точность измерения известного устройства влияет погрешность, связанная с неизбежными флюктуациями интенсивности исходного светового потока.
Задачей создания полезной модели является повышение точности измерения поперечной деформации при одновременном упрощении устройства и его применения, а также расширение его технологических возможностей.
0
i
0
i
Поставленная задача решается устройством для измерения поперечной деформации высокоэластичных материалов, содержащим систему зажимов образца, механизм задания продольной деформации, датчик измерения и регистрирующий блок, в котором, в отличие от известного устройства, датчик измерения выполнен в виде компьютерной мыши, жестко соединенной со стрелкой-расправителем спиралевидной кромки и обеспечивающей возможность перемещения упомянутой стрелки-расправителя между осевой линией и кромкой образца в деформированном состоянии при ее постоянном контактном взаимодействии с поверхностью образца, регистрирующий блок выполнен в виде персонального компьютера с возможностью преобразования величины перемещении стрелки-расправителя при помощи программных средств по заданному алгоритму в значения поперечной деформации ΔН=Н-H, (Н и Н - соответственно значения исходной ширины образца и его ширины при продольной деформации Δl) и коэффициента сужения , а также с возможностью визуализации на экране монитора перемещений стрелки-расправителя и результатов преобразования.
На фотографии (фиг.) наглядно представлена физическая модель устройства.
Функциональная часть устройства содержит компьютерный манипулятор (компьютерную мышь) 1, жестко соединенный с ним кронштейн 2, несущий стрелку-расправитель 3 для поперечного сканирования образца деформируемого
материала при контактном взаимодействии с ним, оцифрованную шкалу 4 величины осевой продольной деформации и оцифрованную шкалу 5 нагружения образца, а также подвижные зажимы 6 и 7 образца материала. Один из зажимов 6 связан с динамометром 8. Устройство снабжено платформой 9 для исключения возможности провисания образца в процессе измерения и опорной площадкой 10 для компьютерной мыши. В состав устройства входит также винтовая передача 11 для задания величины деформации образцу материала 12. Реперные метки 13 на зажимах 6 и 7 определяют положение оси симметрии образца или другой линии, смещенной параллельно ей, принимаемой за нулевую (базовую) линию отсчета, условно именуемую осевой. Устройство содержит регистрирующий блок в виде включающего процессор (системный блок) 14 и монитор 15 персонального компьютера для приема информации о величине перемещения стрелки-расправителя, обработки информации по заданному алгоритму с визуализацией упомянутых перемещений и результатов их преобразования в значения поперечной деформации.
Устройство работает следующим образом.
После внесения исходных данных (параметры образца, вид материала, его волокнистый состав и т.д.) в память процессора 14, закрепления образца 12 по условию совпадения нанесенной на нем осевой линии с реперными метками 13 на зажимах 6 и 7 и настройки нулевого значения поперечной деформации устанавливают стрелку-расправитель 3 в базовое (нулевое) положение.
Далее посредством винтовой передачи 11 и динамометрической системы нагружения 8 осуществляют перемещение зажима 7 на задаваемую величину продольной деформации. Информацию о нагружении и величинах продольного перемещения, отражающих величину абсолютной деформации по длине образца (Δl), вводят в память процессора 14.
После фиксации ее положения относительно осевой линии стрелку-расправитель 3, жестко связанную с корпусом компьютерной мыши 1, совместно с мышью перемещают в поперечном направлении к боковому срезу материала, расправляя спиралевидную кромку. При этом на экране монитора ее перемещение визуализируется в виде перемещения курсора и преобразуется посредством программных средств в значение поперечной деформации образца (сужения)
0
i
0
i
ΔH=H-H (H и H - соответственно значения исходной ширины образца и его ширины при продольной деформации Δl.
По заданному алгоритму и введенным в память процессора данным проводится расчет коэффициента сужения  образца.
При изменении величины нагружения, продольной деформации и вводе их в процессор в качестве исходных данных цикл измерения повторяется.