УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ ПРИ ОСЕВОМ НАГРУЖЕНИИ

Устройство для измерения поперечных деформаций призматических образцов при осевом нагружении
Полезная модель предназначена для испытания образцов строительных материалов в лабораторных условиях.
Известно устройство для измерения деформаций, представляющее собой проволочный тензодатчик омического сопротивления, содержащий решетку специальной формы образованную тонкой тензочувствительной проволокой, связующий клей и выводные проводники, наклеиваемые на поверхность испытуемого образца (Л.Я. Дубовик, М.С. Прокопенко, Наклейка и влагозащита проволочных тензодатчиков омического сопротивления: - Москва-Ленинград, Изд-во «Энергия», 1966 г., С. 3-14).
При деформации проволочного тензодатчика совместно с участком поверхности образца происходит изменение его электрического сопротивления, которое по известным зависимостям, необходимо пересчитывать в деформацию образца.
К недостаткам аналога относятся трудоемкость подготовки образца к испытаниям, метод измерения не является прямым, а также устройство является прибором однократного использования.
Известно устройство для измерения поперечных деформаций призматических образцов при продольном сжатии содержащее крестообразные гнезда для крепления индикаторов часового типа и штанги со столиками для упора в них измерительных наконечников закрепляемых на клею по углам призмы (ГОСТ 24452-80, раздел 3, введенный 01.01.1982 г. ).
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели, является: недостаточная точность измерения поперечных деформаций,
1
вследствие искажения формы поперечного сечения призмы при ее продольном нагружении, т.е. расстояние, измеряемое между средними точками сторон квадрата в общем случае не равно расстоянию между углами квадрата. Эта особенность усугубляется при изготовлении призматических образцов в горизонтальном положении, при котором уплотнение бетонной смеси и концентрация крупного заполнителя в углах призмы заметно отличается от аналогичных характеристик в средней ее части. Кроме того, крепление гнезда размещения измерительных устройств на клею значительно увеличивает трудоемкость измерений.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение трудоемкости, повышение точности измерений и получение более полной информации о деформативности призматического образца при осевом нагружении.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для измерения поперечных деформаций призматических образцов при осевом нагружении, содержащем четыре крестообразных гнезда с отверстиями для крепления индикаторов часового типа и штанг со столиками для упора в них измерительных наконечников закрепляемых по углам призматического образца, отверстия для крепления измерительных индикаторов часового типа с фиксатором, например, клеммовым зажимом, размещены на отогнутых концах планок параллельных диагоналям квадрата образованного прямолинейными участками планок, в противостоящем индикатору конце смежной планки выполнено резьбовое отверстие с ввинченным в него винтовым столиком для упора в него измерительного наконечника индикатора, в одном отогнутом конце каждой планки между гнездом крепления индикатора и углом квадрата выполнено резьбовое отверстие, ось которого перпендикулярна отогнутому концу планки, и в это отверстие помещен винт, на конце резьбового участка в средней части винта расположен кольцевой упор, размещенный между двумя отогнутыми концами смежных планок, а на гладком участке винта за кольцевым упором неподвижно закреплен маховичок, между маховичком
2
и отогнутым концом планки размещена пружина с центрирующими седлами.
Кроме того, заявленное решение имеет факультативный признак, характеризующий его частный случай, а именно:
- в средней части каждой планки со стороны призматического образца выполнен выступ для касания грани образца.
Отличительными признаками предлагаемого устройства являются изготовление отверстий для крепления измерительных индикаторов часового типа с фиксатором, например, клеммовым зажимом, и их размещение на отогнутых концах планок параллельных диагоналям квадрата образованного прямолинейными участками планок, выполнение в противостоящем индикатору конце смежной планки резьбового отверстия с ввинченным в него винтовым столиком для упора в него измерительного наконечника индикатора, выполнение в одном отогнутом конце каждой планки между гнездом крепления индикатора и углом квадрата резьбового отверстия, ось которого перпендикулярна отогнутому концу планки, и помещение в это отверстие винта, размещение на конце резьбового участка в средней части винта кольцевого упора между двумя отогнутыми концами смежных планок, неподвижное закрепление на гладком участке винта за кольцевым упором маховичка, размещение между маховичком и отогнутым концом планки пружины с центрирующими седлами.
Благодаря наличию этих признаков возможно измерение расстояния между отогнутыми концами планок, которое изменяется вслед за изменением поперечных размеров образца при осевом нагружении.
Предлагаемое устройство для измерения поперечных деформаций призматических образцов при осевом нагружении иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-4.
На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в плане.
На фиг. 2 - вид Α-A на узел крепления индикатора.
На фиг. 3 - вид Б-Б на торцы отогнутых концов смежных планок.
3
На фиг. 4 - схема измерения поперечной деформации призматического образца, где а - длина стороны призматического образца, δ - половина удлинения стороны призматического образца, Δ - изменение расстояния между отогнутыми концами планок.
Устройство для измерения поперечных деформаций призматических образцов при осевом нагружении содержит призматический образец 1, планки с отогнутыми концами 2, измерительные индикаторы 3 часового типа, винтовые столики 4, винты с маховичками 5, кольцевые упоры 6 винтов 5, пружины 7, штоки 8 устройства для измерения продольных деформаций.
Устройство работает следующим образом.
Вращением винтов за маховички 5 против часовой стрелки кольцевые упоры 6 доводят до контакта с планками 2 и раздвигают их сжимая при этом пружины 7 до образования достаточного расстояния между планками 2 для надевания устройства на призматический образец 1 для измерения поперечных деформаций. Устанавливают предлагаемое устройство в нужном сечении. Далее вращают винты 5 по часовой стрелке, пружины 7 прижимают планки 2 к поверхности призматического образца 1, таким образом, чтобы касание образца 1 происходило в средней утолщенной части планок 2 и участки планок 2 примыкающие к отгибам не касались образца 1. Затем на концах планок 2 закрепляют измерительные индикаторы 3 и, вращая винтовой столик 4, доводят его до контакта с измерительным наконечником индикатора 3. Выставляют стрелку измерительного индикатора 3 в требуемую зону циферблата.
После этого производят осевое нагружение призматического образца 1, например, на гидравлическом прессе по методике предписываемой ГОСТом 24452-80. При этом продольная деформация призматического образца 1 сопровождается поперечной деформацией, которая сопровождается раздвиганием отогнутых концов планок 2, что фиксируют измерительные индикаторы 3. Согласно схеме (фиг. 4) удлинение стороны призматического образца 1 а
4
на величину 23 сопровождается изменением расстояния между отогнутыми концами планок 2 на величину , отсюда .
Изменение поперечных размеров призматического образца 1 при его осевом нагружении может сопровождаться искривлением его боковых граней. При измерении продольных деформаций это обстоятельство не играет роли. Для исключения влияния этого фактора при измерении поперечных деформаций поверхность планок 2 со стороны призматического образца 1 имеет выступ в средней части, величина которого зависит от материала из которого изготовлен испытуемый образец 1. Благодаря своей компактности предлагаемая конструкция не мешает размещению деталей устройства для измерения продольных деформаций: штоки 8.
В средней части каждой планки 2 со стороны призматического образца 1 выполнен выступ для касания грани этого образца 1.
Таким образом, увеличение точности измерения поперечных деформаций достигается за счет измерения деформаций по всем четырем граням образца и за счет того, что примыкание планок к граням образца осуществляется в средней их части. А установка предлагаемого устройства на испытуемый призматический образец занимает несколько минут, что значительно сокращает время измерения по сравнению с прототипом.
5