УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ПЛАСТИЧЕСКОМ СЖАТИИ ДЛИННОМЕРНЫХ ОБРАЗЦОВ ИЗ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к производству и обработке полимерных изделий и предназначенному для этого прессовому оборудованию для определения физико-механических свойств материалов и может применяться в различных отраслях народного хозяйства (машиностроение, авиастроение и др.) для изучения сопротивляемости полимерных материалов пластическому деформированию.
Известно устройство для испытаний на пластическое сжатие длинномерных деталей [1]. Оно состоит из основания, соосных с ним нагружающего и опорного захватов для детали и установленных в гнезде конических поддерживающих секторов для охватывания рабочей части детали с антифрикционным покрытием. На внешних поверхностях секторов выполнены кольцевые проточки для размещения в них, по крайней мере, двух пар полуколец.
Недостатком данного устройства является низкая точность испытаний и производительность выполнения процесса пластического сжатия в связи с большой затратой времени на сборку и разборку устройства из-за его сложности. Это ограничивает возможности применения устройства в промышленности для производства полимерных изделий - деталей машин и сооружений.
Задача полезной модели - повышение точности испытания за счет исключения изгиба образца.
Это достигается тем, что устройство снабжено установленными на основании соосно отверстию полой цилиндрической опорой и обоймой, наружная поверхность которой выполнена цилиндрической и взаимодействует с внутренней поверхностью цилиндрической опоры, а внутренняя поверхность обоймы выполнена конической, предназначенной для взаимодействия по скользящей посадке с конической поверхностью опорных секторов.
Устройство содержит нагружающий и опорный захват, между которыми установлен длинномерный образец с рабочей длиной 1. Захват установлен по переходной посадке в неподвижном основании, выполненном в виде цилиндра с соосной полой цилиндрической опорой. На опорную торцевую поверхность основания устанавливают одинаковые поддерживающие секторы, изготовленные разрезкой заготовки в форме усеченного конуса высотой Н с углом конусности α и соосным отверстием диаметра d, по которому секторы сопрягаются с образцом через антифрикционный слой. Обойма с соосными цилиндрической и конической поверхностями. Она служит для осуществления кинематического взаимодействия между секторами и полой цилиндрической опорой, сопрягаясь при этом с последней по цилиндрической поверхности, а с секторами по конической с углом конусности α.
Устройство работает следующим образом. Образец располагают между захватами и поддерживающими секторами, которые фиксируют с помощью установленной на них обоймы. К торцам образца через захваты и прикладывают осевую нагрузку Р. Увеличивающийся поперечный размер образца перемещает секторы по опорной торцевой поверхности основания в радиальном направлении. В связи с наличием сопряжения секторов и обоймы по конической поверхности с углом а последняя будет также перемещаться, но вверх относительно полой цилиндрической опоры, обеспечивая тем самым одновременное перемещение всех секторов, т.к. движение только одного из секторов, возможное из-за продольного изгиба образца, вызовет заклинивание обоймы в цилиндрической опоре основания. Обойма будет перемещаться по цилиндрической опоре основания только лишь при одновременном движении всех секторов в радиальном направлении. Таким образом, благодаря обойме длинномерный образец при его нагружении силой Р будет сжиматься без продольного изгиба в условиях одноосного напряженного состояния. При этом для уменьшения контактных напряжений на боковой поверхности образца рекомендуется обойму изготавливать из легкого, но достаточно прочного, металлического сплава, т.к. ее вес в силу наличия сопряжения по конической поверхности будет влиять на величину указанных напряжений. Для уменьшения сил трения между соприкасающимися поверхностями подвижных элементов устройства размещают антифрикционное покрытие. Во избежание продольного изгиба выступающих из секторов концевых частей образца рекомендуется высоту секторов назначать из условия
H=1-(1…2)d.
Таким образом, предлагаемое устройство является более точным при проведении испытаний на сжатие, чем прототип. Предлагаемое устройство является достаточно универсальным и простым в эксплуатации. Применение его в качестве испытательной техники позволит с высокой точностью проводить исследования с целью определения физико-механических свойств пластичных полимерных материалов.
Источники информации
1. А.С. СССР №1411624, G01N 3/08 1988.