RU1796976C

RU1796976C - Device for rheological tests of specimens of materials

Info

Publication number: RU1796976C
Application number: SU904883307A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Парфенюк; Святослав Петрович Веретельник; Николай Анатольевич Хромов; Владимир Степанович Карпов; Игорь Викторович Кутняшенко; Сергей Иванович Товкач
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1993-02-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и устройствам дл исследовани физико-механических характеристик материалов. Изобретение .позвол ет повысить точность измерений сдвиговых усилий путем исключени погрешностей, св занных со случайными изменени ми объема образца и силы трени между част ми образца. Устройство дл реологических испытаний образцов материалов, содержащее основание, две обоймы, установленные с зазором между их торцами и предназначенные дл образовани чейки.дл образца материала/узел нагружени сжимающими усили ми, имеющий пуансон, предназначенный дл взаимодействи с образцом, узел нагружени сдвиговыми усили ми, выполненный в виде механизма перемещени первой обоймы в плоскости основани , и задатчики сжимающих и сдвиговых усилий, приспособление дл регулировани величины зазора между торцами обойм, выполненное в виде механизма перемещени второй Обоймы в осевом направлении, перва обойма установлена на основании посредством клиновых шарниров, а механизм перемещени первой обоймы выполнен в виде Г-образного рычага, соединенного с первой обоймой, контактирующего с основанием посредством стойки, имеющей клиновой конец , перекладина которого соединена с за- датчиком сдвиговых усилий. 2 ил.The invention relates to measuring equipment and devices for studying the physical and mechanical characteristics of materials. The invention allows to increase the accuracy of measurements of shear forces by eliminating errors associated with random changes in the volume of the sample and the friction force between parts of the sample. A device for rheological testing of material samples, comprising a base, two cages installed with a gap between their ends and intended to form a cell. For a material sample / loading unit with compressive forces, having a punch designed to interact with the sample, shear loading unit, made in the form of a mechanism for moving the first clip in the plane of the base, and compressors and shear forces, a device for adjusting the gap between the ends of the clips, In the form of a mechanism for moving the second cage in the axial direction, the first cage is mounted on the base by means of wedge hinges, and the mechanism of movement of the first cage is made in the form of a L-shaped lever connected to the first cage in contact with the base through a stand having a wedge end, the crossbar of which connected to a shear force sensor. 2 ill.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и к устройствам дл исследовани физико-механических характеристик материалов.The invention relates to measuring equipment and devices for studying the physicomechanical characteristics of materials.

Известно устройство дл реологических испытаний материалов, содержащее осно вание, две обоймы, установленные с зазором между их торцами, узел нагружени сжимающими усили ми, имеющий пуансон дл взаимодействи с образцом, узел нагружени сдвигающими усили ми, включающий гибкую т гу и силовозбудитель смонтированные на подвижной обойме и измерители усилий и перемещений.A device for rheological testing of materials is known, comprising a base, two cages installed with a gap between their ends, a loading unit with compressive forces, a punch for interacting with the sample, a loading unit with shear forces, including a flexible link and a power exciter mounted on a movable clip and force and displacement meters.

Недостатком указанного устройства вл етс низка точность вследствие возникновени сил сопротивлени от трени подвижной обоймы о неподвижные элементы , от трени в системе передачи сдвиговых усилий от силовозбудител к подвижной обойме. Поскольку все эти силы фиксируютс измерителем усилий, возникают погрешности при определении истинного значени усилий сдвига.The disadvantage of this device is the low accuracy due to the emergence of resistance forces from friction of the movable cage against the stationary elements, from friction in the transmission system of shear forces from the exciter to the movable cage. Since all these forces are recorded by the force meter, errors occur in determining the true value of the shear forces.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл реологических испытаний образцов материалов , содержащее основание, две обойXJ .Closest to the technical essence of the invention is a device for the rheological testing of samples of materials containing a base, two wallpaper XJ.

Ю О О si ОYu Oh Oh si Oh

мы., установленные с зазором между их торцами и предназначенные дл образовани чейки дл образца материала, узел нагру- жени сжимающими усили ми, имеющий пуансон, предназначенный дл взаимодействи с образцом, узел нагружени сдвиговыми усили ми, выполненный в виде механизма перемещени первой обоймы в плоскости основани , и за датчики сжимающих и сдвиговых усилий. Подвижна обойма установлена на раме на опорных роликах, ...we, installed with a gap between their ends and designed to form a cell for a sample of material, a load-bearing unit with compressive forces, having a punch designed to interact with the sample, a load-bearing unit with shear forces, made in the form of a mechanism for moving the first cage in the plane base, and for compressive and shear force sensors. The movable clip is mounted on the frame on the support rollers, ...

Однако и это устройство имеет недрста- точную точность, поскольку измеритель усилий фиксирует не только сдвиговые усили , но и значительные усили сопротивлени , возникающие при перекатывании роликов по поверхности, особенно при попадании под них сыпучего материала. Кроме того, трудность регулировани зазора между по движной и неподвижной обоймами приводит к образованию просыпей, что также снижает точность результатов. Отмеченные недостатки особенно сильно про вл ютс в установках дл испытани крупноразмерных материалов, т.к. вследствие несоизмеримости зазора между обоймами и размерами частиц материала происходит не столько сдвиг дискретного материала, сколько истирание кусков между обоймами . . -.- ..However, this device also has an inadequate accuracy, since the force meter detects not only shear forces, but also significant resistance forces that occur when the rollers roll over the surface, especially when bulk material gets under them. In addition, the difficulty of adjusting the gap between the movable and fixed cages leads to the formation of spills, which also reduces the accuracy of the results. The noted drawbacks are especially pronounced in installations for testing large materials, because due to the incommensurability of the gap between the clips and the particle size of the material, not so much a shift of the discrete material occurs, as the abrasion of pieces between the clips. . -.- ..

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени сдвиговых усилий путем исключени погрешностей, св занных со случайными изменени ми объема образца и силы трени между част ми образца.The aim of the invention is to improve the accuracy of shear measurements by eliminating errors associated with random changes in sample volume and friction force between parts of the sample.

Указанна цель достигаетс уем, что устройство дл реологических испытаний образцов материалов, содержащее основание , две обоймы, установленные с зазором между их торцами и предназначенные дл образовани чейки дл образца материала , узел нагружени сжимающими усили ми , имеющий пуансон, предназначенный дл взаимодействи с образцом узел нагружени сдвиговыми усили ми, выполненный в виде механизма перемещени первой обоймы 6 плоскости основани , и эадатчики сжимающих и сдвиговых усилий, снабжено приспособлением дл регулировани величины зазора между торцами обойм, выполненным в виде механизма перемещени второй обоймы в осевом направлении, перва обойма установлена на основании посредством клиновых шарниров, а механизм перемещени первой обоймы выполнен в виде Г-образного рычага, соединенного с первой обоймой, контактирующего с основанием посредством стойки, имеющей клиновой конец, перекладина которого соединена с задатчиком сдвиговых усилий.This goal is achieved by the fact that a device for rheological testing of samples of materials containing a base, two cages installed with a gap between their ends and intended to form a cell for a sample of material, a loading unit with compressive forces, having a punch designed to interact with the sample loading unit shear forces, made in the form of a mechanism for moving the first holder 6 of the base plane, and the pressure and shear force sensors, is equipped with a device for adjusting the gap between the ends of the cages, made in the form of a mechanism for moving the second cage in the axial direction, the first cage is mounted on the base by wedge hinges, and the movement mechanism of the first cage is made in the form of an L-shaped lever connected to the first cage, contacting the base through the rack, having a wedge end, the crossbar of which is connected to the shear master.

Такое выполнение устройства позвол ет повысить точность измерени , посколькуThis embodiment of the device improves the accuracy of measurement, since

применение клиновых шарниров исключает возникновение в процессе испытаний си сопротивлени в элементах и позвол ет избавитьс от сил трени подвижной обоймы о неподвижные элементы. Кроме того, одинакова высота клиновых шарниров и вертикального плеча двуплечего рычага позвол ет добитьс того, что в процессе сдвига подвижна обойма будет совершать плоско-параллельное движение и сдвигаю 5 ща сила все врем направлена в плоскости сдвига. Таким образом, силоизмеритель будет фиксировать только усилие сдвига без сил сопротивлени .the use of wedge hinges eliminates the occurrence of resistance in the elements during the testing process and eliminates the friction forces of the movable holder against the stationary elements. In addition, the same height of the wedge hinges and the vertical shoulder of the two shoulders of the lever makes it possible to ensure that during the shear the movable cage will perform plane-parallel movement and the shear force is always directed in the shear plane. Thus, the force meter will only record shear without resistance forces.

На фиг. 1 изображен фронтальный видIn FIG. 1 is a front view

0 прибора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.0 devices; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Устройство дл реологических испытаний образцов материалов, содержит основание 1, две обоймы 2, 3, установленные с зазором 4 между их торцами и предназна5 ценные дл образовани чейки дл образца 5 материала (фиг, 2), узел нагружени сжимающими усили ми В, имеющий пуансон 7 (фиг. 2), предназначенный дл взаимодействи с образцом 5. узел нагружени A device for rheological testing of samples of materials, contains a base 1, two cages 2, 3, installed with a gap 4 between their ends and intended 5 to form a cell for a sample 5 of the material (FIG. 2), a loading unit with compressive forces B, having a punch 7 (Fig. 2), designed to interact with sample 5. loading unit

0 сдвиговыми усили ми 8, выполненный в виде механизма перемещени первой обоймы 2 в плоскости основани 1, и задатчики сжи- . мающих 9 и сдвиговых 10 усилий. Устройство снабжено приспособлением 11 дл 0 by shear forces 8, made in the form of a mechanism for moving the first clip 2 in the plane of the base 1, and the adjusters are compressed. crushing 9 and shear 10 efforts. The device is equipped with a device 11 for

5 регулировани величины зазора 4 между торцами обойм 2, 3, выполненным в виде механизма перемещени второй обоймы 3 в осевом направлений, перва обойма 2 установлена на основании посредством клино0 вых шарниров 12, механизм перемещени первой обоймы 2 выполнен в виде Г-образного рычага 13, соединенного с первой обоймой, контактирующего с основанием 1 посредством стойки 14, имеющей клиновой5 to regulate the gap 4 between the ends of the cages 2, 3, made in the form of a mechanism for moving the second cage 3 in the axial direction, the first cage 2 is mounted on the base by means of wedge hinges 12, the movement mechanism of the first cage 2 is made in the form of a L-shaped lever 13, connected to the first ferrule in contact with the base 1 by means of a rack 14 having a wedge

5 конец 15, перекладина 16 которого соединена с задатчиком сдвиговых усилий 10.5 end 15, the crossbar 16 of which is connected to the shear preserver 10.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Образец материала 5 помещают в чей0 ку, образованную обоймами 2 и 3 и при помощи узла нагружени 6 и пуансона 7 создают на него сжимающее усилие, фиксируемое задатчиком 9. При этом обойма 2 опираетс на клиновые шарниры 12 и фик5 сируетс относительно основани 1 посредством болтов 17. а обойма 3 установлена с зазором 4 относительно обоймы 2 при помощи приспособлени 11 дл регулировани . Затем отвинчивают болты 17, освобождают обойму 2 и при помощи узла нагружени A sample of material 5 is placed in a cell formed by clips 2 and 3 and using a load unit 6 and a punch 7 create a compressive force on it, fixed by the adjuster 9. In this case, the clip 2 is supported by the wedge joints 12 and is fixed relative to the base 1 by means of bolts 17 and the clip 3 is installed with a gap 4 relative to the clip 2 by means of an adjustment device 11. Then unscrew the bolts 17, release the clip 2 and using the load node

сдвиговыми усили ми 8 и задатчика 10 создают сдвиговые усили , которые через Г- образный рычаг 13 и т гу 18 передаютс к обойме 2 и сдвигают ее путем поворота клиновых шарниров 12. При этом стойка 14 опираетс клиновым концом 15 в основание 1, а перекладина 16 взаимодействует с задэтчи- ком 10. Измерени осуществл ют несколько раз при различных значени х сжимающей нагрузки , в результате чего определ ют рёолоthe shear forces 8 and the setter 10 create shear forces that are transmitted through the L-shaped lever 13 and the link 18 to the yoke 2 and shear it by turning the wedge hinges 12. In this case, the rack 14 is supported by the wedge end 15 in the base 1, and the crossbar 16 interacts with task 10. Measurements are performed several times at different values of compressive load, as a result of which

гические характеристики (коэффициент внутреннего трени ) образца материала.logical characteristics (coefficient of internal friction) of the material sample.

Така конструкци устройства дл реологических испытаний образцов материалов позвол ет повысить точность определени сдвиговых характеристик на 10-15% за счет исключени погрешностей, св занных со случайными изменени ми объема образца и исключени сил трени Между подвижными част ми.This design of the device for rheological testing of material samples allows to increase the accuracy of determining shear characteristics by 10-15% by eliminating errors associated with random changes in the volume of the sample and eliminating friction forces between moving parts.

Claims

The claims

A device for rheological testing of samples of materials containing os-; innovation, two cages, established by the gap between their ends and intended for education. Cells for a material sample, a compressive stress loading unit having a punch for interacting with the sample, shear-loaded unit made in the form of a mechanism for moving the first cage in the plane of the base, and compressive and shear force adjusters, characterized in that, with to improve the accuracy of shear measurements

FIG. I

efforts by eliminating errors associated with random changes in the volume of the sample and the friction force between the Parts of the sample, it is equipped with a device for adjusting the gap between the ends of the clips, made in the form of a mechanism for moving the second clip in the axial direction, the first clip is installed on the base by means of wedges hinges, and the mechanism for moving the first clip is made in the form of a L-shaped lever, middle with the first clip, in contact with the base by means of a stand having a wedge end, and the crossbar of which is connected to the shear initiator.

Aa

FIG. 2