Способ испытания материала при растяжении

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛА ПРИ РАСТЯЖЕНИИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Шилько Сергей Викторович Бодрунов Николай Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси(57) Способ испытания материала при растяжении, включающий выравнивание установленного в захватах с перекосом образца, фиксацию его в захватах и растяжение образца до наступления текучести и разрушения с последующим определением его механических характеристик, отличающийся тем, что для выравнивания образца его предварительно зажимают в захватах с близкими по величине начальными усилиями и прикладывают 6144 1 начальное растягивающее усилие, не превышающее предела упругости материала образца, причем величину начальных усилий зажатия образца в захватах определяют, исходя из условия проворота образца и отсутствия его продольного скольжения в захватах, из соотношения// ,где- момент трения в захвате, - длина образца, - угол перекоса, - начальное растягивающее усилие, - коэффициент трения, - начальное усилие зажатия в захвате.(56)5361640 , 1994.920445, 1982.1478081 1, 1989. Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования механических характеристик при растяжении, в частности определения модуля упругости, пределов прочности и текучести материалов. В известном способе 1 предусматривается центрирование образцов с помощью нагрузочной рамы из силовых элементов, обладающих большим запасом пластичности и жесткости при изгибе по сравнению с образцом, устанавливаемой на стандартной испытательной машине. Недостатком способа является его сложность, связанная с необходимостью использования специального приспособления в виде нагрузочной рамы. Использование промежуточного звена в виде нагрузочной рамы ограничивает габаритные размеры образца, что сужает область использования прототипа. Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является способ, реализованный в устройстве 2, предусматривающий применение шарнирного крепления захватов для устранения деформаций изгиба. Недостатком прототипа является появление дополнительного продольного смещения,обусловленного наличием зазоров в шарнирах, что приводит к занижению измеренного модуля упругости материала образца при растяжении. Кроме того, использование прототипа не устраняет полностью перекос образца, т.к. не позволяет совместить центр вращения шарнира с зоной закрепления образца в захвате. Задачей изобретения является повышение точности определения механических характеристик и расширение области испытаний материалов при растяжении. Поставленная задача решается тем, что способ испытания материала при растяжении,включающий выравнивание установленного в захватах с перекосом образца, фиксацию его в захватах и растяжение образца до наступления текучести и разрушения с последующим определением его механических характеристик, при этом, согласно изобретению, для выравнивания образца его предварительно зажимают в захватах с близкими по величине начальными усилиями и прикладывают начальное растягивающее усилие, не превышающее предела упругости материала образца, причем величину начальных усилий зажатия образца в захватах определяют, исходя из условия проворота образца и отсутствия его продольного скольжения в захватах, из соотношения 6144 1 0 - начальное растягивающее усилие- коэффициент трения Р - усилие зажатия захвата. Сущность способа заключается в выравнивании и растяжении образца с регистрацией растягивающего усилия, отличающемся тем, что предварительно задают начальное усилие сжатия в захватах Р и прикладывают начальное растягивающее усилие 0, при котором напряжения растяжения не превышают предела упругости материала образца. При наличии перекоса образца в каждом захвате возникает касательное усилие и вызванный им момент вращения в другом захвате. Под действием моментов вращения, превышающих моменты трения в захватах, происходит проворот образца в направлении, противоположном начальному перекосу. Тем самым достигается уменьшение угла перекоса. Таким образом, величина начального растягивающего усилия 0 определяется тремя условиями проворота образца, отсутствия необратимых (пластических) деформаций и продольного скольжения образца. С учетом схемы, показанной на рисунке, получим, что при осуществлении заявленного способа величина начального усилия растяжения 0 должна выбираться из условия/0/ ,где- момент трения в захвате- длина образца- угол перекоса- коэффициент трения Р - усилие зажатия захвата. После выравнивания образца производят его фиксацию в захватах, исключающую проворот, и прикладывают усилие растяжения до наступления текучести и разрушения образца с последующим определением модуля упругости, пределов текучести и прочности известными способами. Способ был реализован с использованием серийной испытательной машины -94 для определения механических характеристик полимерных материалов при растяжении-сжатии. Испытывались стандартные плоские образцы из полимерных материалов по ГОСТ 2 в виде лопаток (тип 2, основной размер) длиной 150 мм. В таблице приведены результаты испытаний, включающие значения угла перекоса образца относительно вертикальной оси до центрирования (0) и после центрирования для различных усилий зажатия, удовлетворяющих условию (6). В соответствии с полученными данными предлагаемый способ обеспечивает угловое выравнивание образца на величину , позволяя добиться более близкого соответствия усилия нагружающего устройства и нагрузки, действующей на образец. Усилие зажатия Р, кгс Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.