УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ

Полезная модель относится к испытаниям строительных материалов и позволяет определить продольные деформации цилиндрических и призматических образцов при осевом нагружении.
Известно устройство для определения изменения длины образца по двум противоположным образующим, состоящее из двух планок с закрепленными на них электронными датчиками деформаций, причем планки прижимаются к образцу двумя шпильками, проходящими через отверстия по краям планок. Для обеспечения свободы поперечной деформации образца на шпильки одеты две цилиндрические пружины, поджимаемые к планкам гайками (DIN 1048-ISO 6784).
К недостаткам аналога относится то, что при помощи этого устройства можно определить только среднюю величину деформации образца, тогда как для полной оценки деформативно-прочностных характеристик необходимо знать максимальные и минимальные значения деформаций.
Известно устройство для измерения продольных деформаций цилиндрических и призматических образцов (Власов В.М., Веретюшкин В.И., Дерюгин Л.М., Моисеенко А.С. «Оценка прочности и деформативности бетона массивных гидротехнических сооружений». Гидротехническое строительство, №10, 1984, С.18), состоящее из пары рамок закрепляемых на образце в плоскостях, перпендикулярных оси образца, каждая рамка состоит из планок, прижимаемых к образцу с помощью резьбовых шпилек, проходящих через отверстия в краях планок. Для обеспечения свободы поперечных деформаций образца передача усилия прижатия от гаек к планкам осуществляется через цилиндрические пружины. На середине каждой планки и стягивающей шпильки размещены гнезда для крепления датчиков деформаций и упоров для них. Для четкой фиксации планки на поверхности образца симметрично относительно линии касания расположены резьбовые отверстия для фиксирующих
остроконечных винтов, обеспечивающих поворот планки при продольном изгибе образца во время нагружения.
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: большая погрешность измерения продольной деформации в плоскости датчиков, закрепленных на стягивающих шпильках, которая обусловлена тем, что точки касания фиксирующих остроконечных винтов затруднительно разнести в плоскости рамки более, чем на 30°, вместо необходимых 90°.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности измерения деформации при осевом нагружении цилиндрических и призматических образцов строительных материалов.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для измерения продольных деформаций, содержащем пару рамок, состоящих из планок оснащенных гнездами для крепления датчиков деформаций и упоров, фиксирующих винтов, соединенных между собой посредством шпилек, пружин и гаек, закрепленных на образце в плоскостях перпендикулярных оси образца, планки выполнены с отогнутыми на 45° концами и соединены между собой с образованием в плане квадрата так, что отогнутые концы ориентированы наружу квадрата и параллельны его диагоналям, в одном конце планки жестко закреплена шпилька, а в другом конце расположено отверстие, через которое с возможностью перемещения проходит шпилька от смежной планки и на свободный конец которой одета цилиндрическая пружина поджимаемая гайкой.
Отличительными признаками предлагаемой полезной модели является соединение планок между собой в виде квадрата, описанного вокруг исследуемого образца, выполнение планок с отогнутыми на 45° концами, которые ориентированы наружу квадрата и параллельны его диагоналям, соединение
отогнутых концов смежных планок, с возможностью смещения, посредством шпилек с одетыми на них пружинами и прижимаемые к планке гайками.
Благодаря наличию этих признаков рамки надежно закрепляются на образце и позволяют измерять продольные деформации по четырем образующим во взаимно перпендикулярных плоскостях, что обеспечивает увеличение точности информации о напряженно-деформированном состоянии образца при осевом нагружении.
Предлагаемое устройство для измерения продольных деформаций иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1 и 2 и двумя фотографиями фиг.3 и 4.
На фиг.1 показано предлагаемое устройство (без датчиков деформаций), вид сверху.
На фиг.2 - вид устройства для измерения продольных деформаций с боку.
На фиг.3 - общий вид предлагаемого устройства в сборе.
На фиг.4 - общий вид рамки.
Устройство для измерения продольных деформаций содержит рамку с помещенным внутрь исследуемым образцом 1, состоящую из планок 2 с расположенным на каждой планке клеммовым зажимом 3, остроконечный винт 4 фиксирует планку 2 на образце 1, резьбовая шпилька 5 соединяющая отогнутые на 45° концы планок 2, на свободный конец резьбовой шпильки 5 одета цилиндрическая пружина 6, между цилиндрическим или призматическим образцом 1 и клеммовым зажимом 3 находится прокладка 7, например из алюминия, цилиндрическая пружина 6 прижата к отогнутому краю планки 2 гайкой 8, на планке 2 размещены датчики деформации 9 и упоры 10.
Устройство работает следующим образом.
Рамка, собранная из четырех планок 2 с датчиками деформации 9 одевается на цилиндрический или призматический образец 1 и с помощью гаек 8 и остроконечных винтов 4 закрепляется на нем в соответствующей плоскости. Вторая рамка с упорами 10 закреплена на образце 1 аналогично первой рамке. Упоры 10 закрепляются в клеммовом зажиме 3 так, чтобы датчик деформаций
9 обеспечивал измерения в ожидаемом диапазоне деформаций образца 1. Далее снаряженный образец 1 помещают в пресс.
При вертикальном нагружении образца 1 датчики деформации показывают вертикальные деформации базовой части образца в двух взаимно перпендикулярных вертикальных сечениях, а сочленение планок 2 друг с другом цилиндрическими пружинами 6 обеспечивает свободное следование поперечным деформациям.
Размеры планок 2 выбраны так, что при касании их середины исследуемым образцом 1 между отогнутыми концами этих планок 2 образуется зазор, обеспечивающий упругое прижатие планок 2 к исследуемому образцу 1 при измерении его поперечного размера вызванном продольным нагружением.
Таким образом, практическое использование предлагаемого устройства позволяет - измерять продольные деформации с более высокой точностью чем прототип. Конструкция предлагаемого устройства проста в изготовлении, имеет достаточно малый вес и удобна в работе.