Последние публикации

Оборудование и измерительные приборы для экспериментальных исследований конструкционных материалов и строительных конструкций в XX в.

В XX в. появилась специализированная отрасль машиностроения: изготовление специальных электромеханических испытательных машин или простых механических устройств, предназначенных для проведения экспериментов по определению физико-механических свойств конструкционных материалов, экспериментального определения критических нагрузок, нахождения главных осей инерции, определения напряжений в статически определимых и неопределимых стержневых системах и многих других экспериментов. Стали изготавливать различные измерительные устройства, например штангенциркули, микрометры, тензометры коленно-рычажного и рычажного типов, стрелочные индикаторы (мессуры) и др. Чуть позже стали появляться электрические тензометры (тензодатчики), в которых для измерения деформаций применялся электротензонометрический метод, т.е. преобразование изменений линейных размеров образца в изменение некоторой электрической величины.

Штангенциркуль применяется для измерения расчетной длины образца, его диаметра или толщины и ширины образца, если он плоский. Штангенциркули бывают с нониусами, позволяющими производить отсчеты измерений с точностью до 0,1; 0,05 и 0,02 мм.

Микрометр позволяет производить обмер диаметра образцов до и после их испытания с более высокой точностью, чем штангенциркуль. Цепа деления шкалы микрометра равна 0,01 мм. Однако на глаз можно взять отсчет с точностью до половины деления шкалы, что соответствует 0,005 мм.

Тензометры коленно-рычажного и рычажного типов использовались для измерений линейных деформаций образцов. При помощи этих приборов определяли с высокой степенью точности малые деформации, причем показания снимались визуально. Тензометры коленно-рычажного типа с базой 100 мм имеют коэффициент увеличения 500. Деления шкалы нанесены через 1 мм. Тензометры рычажного типа изготавливались с коэффициентом увеличения 1000–1200 и с базой 20 мм (реже 10 мм). Точное значение коэффициента увеличения имеется в паспорте каждого тензометра.

Стрелочный индикатор (мессура) – прибор часового типа, применяющийся для замера перемещений, прогибов и т.п. Принципиальная схема прибора показ 4.6. При измерении перемещений индикатор устанавливается неподвижно и прижимается штифтом 1 к точке тела, перемещение которой желают определить. Пружина 2 обеспечивает постоянный контакт измерительного штифта с поверхностью тела. Перемещение штифта через систему передач (червячная рейка 4, шестерни 5 и 6) передается стрелке 3.

При перемещении штифта на 1 мм стрелка 3 делает полный оборот.

По окружности, описываемой концом стрелки, нанесена шкала со 100 делениями. Таким образом, одно деление шкалы соответствует перемещению штифта на 0,01 мм.

Рассмотрим некоторые испытательные машины, выпускавшиеся в 1960-е гг. для проведения экспериментов по определению физико-

Стрелочный индикатор механических свойств конструкционных материалов и которые используются до сих нор.

Большое количество самых разнообразных машин как отечественного, так и зарубежного производства применялось и применяется сегодня для испытаний образцов на растяжение. Устройство большинства машин для статических испытаний материалов предусматривает две главные операции – осуществление деформации образца с заданной скоростью и измерение силы его сопротивления деформации методом статического равновесия. Нагружающий механизм в машинах, как правило, бывает двух разновидностей: винтовой и гидравлический. В винтовых машинах нагружающий механизм состоит из поступательно перемещающегося винта и вращающейся гайки. В гидравлических машинах нагружение осуществляется перемещением одного из двух захватов, в которых устанавливается образец, поршнем гидравлическою цилиндра.
Одновременно машиной производится запись диаграммы испытания в координатах «крутящий момент – угол закручивания» на барабане. Крутильная машина КМ-50 дает возможность проверить справедливость закона Гука при кручении, определить величину модуля сдвига, исследовать характер деформации при кручении и установить величину разрушающих касательных напряжений при скручивании образцов из различных материалов. В машине КМ-20 российского производства образец располагался горизонтально.

Помимо описанных типовых машин массового производства для испытания образцов, изготавливались простые напольные или настольные устройства для проведения испытаний балки на косой изгиб на определение линейных и угловых перемещений поперечных сечений статически определимой балки) и др. Часто приходилось изготавливать индивидуальные устройства для проведения специфических испытаний моделей сложных структур, пластин и оболочек. В особо сложных случаях образцы изготовлялись в натуральную величину и доводились до разрушения.

Оставить комментарий