Механічне пристосування для вимірювання поздовжньої деформації плоского зразка

Винахід відноситься до області механіки здеформованого твердого тіла й може бути використаний при дослідженні явищ пружності та пластичності. Насамперед відзначимо, що серед існуючих пристосувань для вимірювання поздовжньої деформації плоского зразка найнадійнішими є механічні пристосування [1]. Добре відомо пристосування Гуггенбергера [2], яке складається із корпусу, на котрому закріплені опора та шкала і з котрим шарнірно з'єднані двоплечий важіль (його коротке плече служить ще однією опорою) та стрілка, причому довге плече важеля шарнірно приєднане до стрілки. Недолік цього пристосування полягає у тому, що воно придатне для вимірювання лише малої деформації. Досконалішим є пристосування Пфендера [2], яке складається із корпусу, на котрому закріплені опора та індикатор і з котрим шарнірно з'єднаний двоплечий важіль (його коротке плече служить ще однією опорою), причому довге плече важеля спирається в індикатор. Це пристосування характеризується більшою точністю, проте також придатне для вимірювання тільки малої деформації. Близькішим до створюваного пристосування є друге із щойно згаданих пристосувань. Тому воно обрано прототипом. В основу винаходу поставлена задача створення механічного пристосування, придатного для вимірювання будь-якої за величиною поздовжньої деформації плоского зразка. Ця задача розв'язана тим, що у механічному пристосуванні, яке містить дві опори та індикатор, в якості опор застосовані важелі, котрі шарнірно з'єднані поміж собою і до котрих шарнірно приєднані, по одній, штанга та обойма (сліди осей повороту штанги та обойми належать до дуги, яка описана із сліду вісі повороту важелів, і прямих, які проведені через сліди вісі повороту важелів, а також їх робочих ребер), причому штанга стикається з індикатором, котрий закріплений на обоймі. Отже, основною ознакою і прототипу, і створеного пристосування є те, що вони містять дві опори та індикатор. Але у створеному пристосуванні опорами служать важелі, котрі шарнірно з'єднані поміж собою. Треба підкреслити, що створене пристосування включає, окрім усього іншого, штангу та обойму, котрі шарнірно приєднані, по одній, до важелів. І вже на обоймі закріплений індикатор. Внаслідок деформування зразка робочі ребра важелів будуть зміщуватися одне відносно одного, а самі важелі - повертатися. При цьому осі повороту штанги та обойми будуть зміщуватися одна відносно одної. Неважко побачити, що взаємна змістина осей повороту штанги та обойми, або зафіксована індикатором змістина, буде завжди (поза залежності від величини кута повороту важелів) пропорційна взаємній змістині робочих ребер важелів, тобто шуканій змістині. Завдяки цьому створене пристосування придатне для вимірювання як вельми малої, так і скільки завгодно великої деформації. Певна річ, в кожному конкретному випадку необхідно притягати індикатор з оптимальною чутливістю. Розглянемо створене пристосування докладніше, заради чого зосередимося на фігура х 1,2, де 1 - важіль, 2 шти фт, 3 - штанга, 4 - гайка, 5 - валик, 6 - важіль, 7 - пружина, 8 - обойма, 9 -гайка, 10 - індикатор, 11 - скоба, 12 шток, 13 - пружина, 14 - гайка. Передусім зазначимо, що пружина 7 покликана утримувати важелі 1 і 6 на валику 5. Тепер виділимо от таке. Штанга 3 примкнута до важеля 1 через два штифти (шти фт 2 і штифт, розташований навпроти). Обойма 8 примкнута до важеля 6 аналогічно. Індикатор 10 поміщений у цангу на обоймі 8 й затиснутий там гайкою 9. Зауважимо, що гайка 4 призначена для установлювання відстані між робочими ребрами важелів 1 і 6. Нарешті звернемо увагу на отаке. Важіль 1 притиснутий до зразка за допомогою пристрою, який складається із скоби 11, штоку 12, пружини 13 та гайки 14. Важіль 6 притиснутий до зразка за допомогою схожого пристрою. Важливо, що кожна скоба спирається в свій важіль по виступах на ньому, які становлять собою фрагменти прямого кругового циліндру, слід вісі котрого збігається зі слідом робочого ребра. У зв'язку з цим притискальні сили будуть залишатися незмінними при повороті важелів 1 і 6. Наприкінці потрібно сказати, що створене пристосування можна без особливих тр уднощів перетворити на електромеханічне, якщо індикатор оснастити, наприклад, гнучким елементом із прикріпленим до нього тензорезистором. Джерела інформації: 1. Касаткин Б.C., Кудрин А.Б., Лобанов Л.М. и др. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. - Киев: Наукова думка, 1981. -584с. 2. Финк К., Рорбах X. Измерение напряжений и деформаций. - Москва: Машгиз, 1961. -536с.