УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания анизотропных, в том числе текстильных и композиционных, материалов в условиях плоского напряженного состояния. Устройство предназначено для определения деформационных свойств анизотропных материалов при одноосном и двухосном (плоском) растяжении и может быть использовано в научно-исследовательских целях, в легкой промышленности и сфере бытовых услуг.
Известно устройство, близкое по технической сущности и достигаемому результату и принятое за прототип (Бугаков И.И. Фотоползучесть. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1991. - 168 с. Гл.1, §1.10, с.46-47). На этом устройстве испытания образцов проводятся с помощью двух независимых нагрузочных устройств весового типа, обеспечивающих соотношение усилий от 1:0 (одноосное растяжение) до 1:1, осуществляются измерения линейных деформаций образца с помощью тензорезисторов.
Недостатками этого устройства являются: 1) небольшая точность и производительность, так как возможно только ступенчатое регулирование соотношения усилий или деформаций подбором веса груза, 2) отсутствие возможности определения сдвиговых деформаций при произвольной ориентации анизотропного материала относительно линий действия внешних сил.
Техническим результатом полезной модели является повышение точности и производительности испытаний за счет моделирования любого соотношения усилий или деформаций во взаимно перпендикулярных направлениях и обеспечения плавного их регулирования, расширение информативности получаемых количественных характеристик за счет сведений о сдвиговых деформациях при произвольной ориентации анизотропного материала.
Технический результат достигается тем, что устройство для исследования деформационных свойств материалов содержит четыре зажима для закрепления образца испытуемого материала, соединенных с нагружающими приспособлениями, каждое из которых выполнено независимым и содержит винты с противоположной резьбой, вкручиваемые в муфту с двумя резьбовыми отверстиями, причем два нагружающих приспособления шарнирно закреплены на стойках, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направляющих, а два других нагружающих приспособления соединены с силоизмерителями, также закрепленными на стойках. Конструкция устройства позволяет сохранять положение центра образца в точке пересечения линий действия внешних сил и предусматривает возможность свободных сдвиговых деформаций образца, исключающую возникновение изгибающих моментов в образце и получение некорректных экспериментальных результатов. Применение предлагаемого устройства позволяет эффективно и качественно провести испытания материалов на двухосное растяжение с любым соотношением усилий или деформаций.
Устройство представлено на рис.1, где образец 1 фиксируется четырьмя зажимами 2, шарнирно соединенными с четырьмя нагружающими приспособлениями в виде муф 3 с винтами противоположной резьбы, две муфты непосредственно закрепляются на стойках 5, а две другие соединяются с силоизмерителями 4, которые в свою очередь также закреплены на стойках 5, стойки закреплены во взаимно перпендикулярных направляющих 6.
Устройство работает следующим образом.
После закрепления образца 1 одновременное вращение муфт 3 приводит к взаимному удалению друг от друга зажимов 2. Это перемещение вызывает появление растягивающих усилий в плоскости образца и изменению нагрузок на силоизмерителях 4. Расширение диапазона растягивающих усилий осуществляется за счет подбора муфт с необходимыми размерами и параметрами резьбы и силоизмерителей с необходимым диапазоном нагрузок. В центральной части образца 1 наносится разметка, замер линейных и угловых деформаций осуществляется любым из известных способов. Устройство растягивает образец 1, создавая в нем любое заданное равномерное поле напряжений или деформаций. Зажимы 2 за счет шарнирного закрепления передают осевые усилия, не препятствуя при этом сдвигам в образце.