Устройство для измерения продольных деформаций стержней

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ СТЕРЖНЕЙ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Кардович Андрей Владимирович Колтунов Александр Иванович Сидоренко Владимир Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Устройство для измерения продольных деформаций стержней, содержащее верхний и нижний зажимные механизмы в виде разъемных фиксирующих элементов с остроконечными губками в месте контакта с испытуемым образцом с возможностью перемещения перпендикулярно относительно оси испытуемого образца, систему контроля деформаций,передающий элемент, установленный с возможностью контакта с нижним зажимным механизмом и системой контроля деформаций, отличающееся тем, что оно снабжено трубчатым элементом, закрепленном в верхнем зажимном механизме соосно системе контроля деформаций с расположенным внутри него с возможностью перемещения штангой, закрепленной одним концом в нижнем зажимном механизме, при этом верхний и нижний зажимные механизмы снабжены направляющими с пружинами, установленными в пластинах перпендикулярно оси испытуемого образца, а система контроля деформаций выполнена в виде двух индикаторов часового типа, расположенных в верхних разъемных фиксирующих элементах.(56) 1. Аистов Н.Н. Испытание сооружений. Учебник для инженерно-строительных вузов и факультетов. - М. Издательство по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1960. - С. 80. 2. Золотухин Ю.Д. Испытание строительных конструкцийУчебное пособие для вузов по специальности Промышленное и гражданское строительство. - Мн. Высшая школа, 1983. - С. 78 (прототип). Полезная модель относится к области измерений физических параметров материалов,в частности металлических стержней. Может использоваться для определения продольных деформаций арматуры при проектировании и испытании железобетонных конструкций. Испытание арматурных стержней осуществляется на разрывных машинах с использованием устройств для измерения деформаций. В качестве таких устройств могут использоваться тензометры различных конструкций, в частности механические 1. Тензометр состоит из корпуса, опирающегося на поверхность исследуемого элемента конусом и призмой, с которой жестко соединен рычаг. К стойке на шарнире подвешена стрелка, выступающая в качестве индикатора, соединенная с рычагом с помощью передающего элемента. При удлинении испытуемого образца призма поворачивается и через рычаг отклоняет стрелку, которая и показывает удлинение. Недостатками известных устройств являются трудность установки на испытуемый элемент, ненадежность в хранении и эксплуатации из-за малой жесткости всех деталей,недостоверность показаний при работе на открытом воздухе и в ветреную погоду из-за конструктивного исполнения индикатора и значительной чувствительности к изменениям температуры. В качестве прототипа выбрано устройство для измерения продольных деформаций стержней - механический тензометр Гугенбергера 2, содержащий верхний и нижний зажимные механизмы в виде разъемных фиксирующих элементов с остроконечными губками (конус и призма) в месте контакта с испытуемым образцом с возможностью перемещения перпендикулярно относительно оси испытуемого образца, систему контроля деформаций - стрелка, передающий элемент - рычаг, установленный с возможностью контакта с нижним зажимным механизмом и системой контроля деформаций. При удлинении испытуемого образца призма поворачивается и через рычаг отклоняет стрелку, которая и показывает удлинение. К недостаткам известного устройства относятся наличие тонких легко повреждающихся элементов, что снижает надежность в эксплуатации невозможность измерения деформаций свыше 40 микрон без перестановки стрелки,что затрудняет его использование при измерении больших деформаций недостоверность результатов измерений при работе на открытом воздухе в ветреную погоду вследствие конструктивного исполнения системы контроля деформаций, а также при температурных колебаниях во время испытаний из-за высокой температурной чувствительности устройства. Задачей полезной модели является повышение достоверности результатов измерений,надежности и удобства в эксплуатации. Указанная задача достигается тем, что устройство для измерения продольных деформаций стержней содержит верхний и нижний зажимные механизмы в виде разъемных фиксирующих элементов с остроконечными губками в месте контакта с испытуемым образцом с возможностью перемещения перпендикулярно относительно оси испытуемого образца. Система контроля деформаций выполнена в виде двух индикаторов часового типа, расположенных в верхних разъемных фиксирующих элементах. Передающий элемент 2 1109 установлен с возможностью контакта с нижним зажимным механизмом и системой контроля деформаций. Устройство дополнительно снабжено трубчатым элементом, закрепленном в верхнем зажимном механизме соосно системе контроля деформаций с расположенным внутри него с возможностью перемещения штангой, закрепленной одним концом в нижнем зажимном механизме. При этом верхний и нижний зажимные механизмы снабжены направляющими с пружинами, установленными в пластинах перпендикулярно оси испытуемого образца. Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются наличие новых элементов в конструкции, а именно трубчатый элемент, штанга, направляющие с пружинами форма выполнения элементов, т.е. форма системы контроля деформаций взаиморасположение элементов относительно друг друга. Трубчатый элемент совместно со штангой и направляющими придают устройству для измерения продольных деформаций стержней надлежащую жесткость, надежность и удобство при эксплуатации. Индикаторы часового типа позволяют использовать устройство на открытом воздухе в ветреную погоду, увеличить диапазон измеряемой деформации, снизить температурную чувствительность. Кроме того, два индикатора часового типа позволяют измерять продольные деформации с двух диаметрально противоположных сторон испытуемого образца, что уменьшает возможность ошибки измерений. Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлено продольное сечение заявляемого устройства. Устройство для измерения продольных деформаций стержней содержит верхний 1 и нижний 2 зажимные механизмы в виде разъемных фиксирующих элементов с остроконечными губками 3 в месте контакта с испытуемым образцом, систему контроля деформаций в виде двух индикаторов часового типа 4, расположенных в верхних разъемных фиксирующих элементах, передающий элемент 5, установленный с возможностью контакта с нижним зажимным механизмом и системой контроля деформаций 4. Также оно снабжено трубчатым элементом 6, закрепленном в верхнем зажимном механизме 1 соосно системе контроля деформаций 4 с расположенным внутри него штангой 7, закрепленной одним концом в нижнем зажимном механизме 2, при этом верхний 1 и нижний 2 зажимные механизмы снабжены направляющими 8 с пружинами 9, установленными в пластинах 10 перпендикулярно оси испытуемого образца 11. Устройство работает следующим образом. Устройство устанавливают на испытуемый образец 11 так, чтобы обеспечивался контакт губок 3 с образцом 11. После этого испытуемый образец 11 подвергают центральному растяжению. Так как испытуемый образец 11 удлиняется под действием продольных сил, то изменяется расстояние между верхними и нижними губками 3, а, следовательно, и между верхним 1, и нижним 2 зажимными механизмами, штанга 7, перемещаясь по трубчатому элементу 6, передает это перемещение индикатору часового типа 4. Также и передающий элемент 5 передает перемещение нижнего зажимного механизма 2 относительно верхнего 1 второму индикатору часового типа 4. Индикаторы 4 и показывают это перемещение. Заявляемое устройство изготовлено и опробовано в испытательной лаборатории Полоцкого государственного университета. Результаты испытаний подтвердили эффективность его использования. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.