Пристрій для вимірювання сили на зразку в середовищі газів при високих температурах і тисках

Пристрій для вимірювання сили на зразку в середовищі газів при підвищених температурах та тисках, що містить циліндричний пружний елемент з наклеєними на ньому тензодавачами, розміщений у робочій камері, який відрізняється тим, що введено герметично з'єднану з робочою додаткову 3 37127 довжини їх робочих частин зв'язані співвідношеннями: І01 :І02=0,5...2,2; F 1:F 2 = 0,05, де І01, І 02 - початкова довжина відповідно зовнішнього і внутрішнього пружних елементів; F1, F2 - площа поперечного січення відповідно зовнішнього і внутрішнього пружних елементів. Суттєвою відмінністю запропонованого пристрою є різниця довжин робочих частин і площ поперечного січення несучого і реєструючого пружних елементів. При кратності початкових довжин робочих частин зовнішнього несучого І01 і вн утрішнього реєструючого І 02 пружних елементів (дивись креслення) І01/І02 =2 відносна деформація пружного елемента в 2 рази більша, ніж несучого, що визначає подвійну чутливість вимірювальної системи у порівнянні з прямим тензометруванням. Це пояснюється тим, що абсолютне видовження несучого і реєструючого елементів будуть рівні (ΔΙ1 = ΔІ2). Абсолютне видовження визначали виходячи за законом Гука: ΔІ = PІ0/EF, де Ρ - зовнішнє зусилля, І0 - початкова довжина активної частини пружного елемента, Ε - модуль пружності, F - площа січення активної частини пружного елемента. Абсолютні видовження пружних елементів рівні ΔΙ 1 = ΔІ2 , тоді отримаємо рівняння P1l01/E 1F 1=P2l02/E2 F2 , з якого, знаючи прикладені зусилля і задаючись розмірами одного з пружних елементів, розраховуємо пружні елементи пристрою. Площу поперечного січення внутрішнього пружного елементу розраховують за максимальним зусиллям з дотриманням умов роботи його в границях пружної деформації, а також із врахуванням необхідності дотримання неподатливості різьби натяжного гвинта. Експериментально встановлено оптимальне співвідношення площ січень активних частин реєструючого і несучого циліндричних пружних елементів F1:F2=0,05; а співвідношення довжин їх активних частин І01:І 02=0,5...2,2. Це забезпечує необхідну чутливість, точність, і надійний захист 4 пружного елемента від дії газу за підвищених тисків та температур. Конструктивна схема пристрою для вимірювання зусилля на зразку показана на кресленні, де 1 - циліндричний реєструючий пружній елемент, 2 - чотири тензонадавачі наклеєні на робочу частину елемента, 3 - несучий пружній елемент, 4 - натяжний гвинт, 5 - накидна гайка, 6 - тяга, 7 - отвори для виводу проводів тензонадавачів. Циліндричний реєструючий пружній елемент 1 коаксіально по ковзаючій посадці посаджено в отвір циліндричного несучого пружного елемента 3, буртиками опирається в нього і з'єднаний з ним при допомозі натяжного гвинта 4. Несучий пружній елемент 3 унеможливлює попадання газу на поверхню пружного елементу 2 завдяки ущільненню по поверхнях між тягою 6 і несучим елементом 3 за допомогою гайки 5, а розміщення пропонованого пристрою в додатковій камері в нижній частині випробувальної установки захищає його від дії високої температури. Пристрій працює наступним чином: зовнішнє розтягуючи зусилля прикладається до зразка, розміщеного в робочій камері, і з допомогою тяги 6 передається на пружні елементи 1, 3, що знаходяться в додатковій камері. Навантажувальне зусилля викликає деформацію внутрішнього пружного елемента 1 та тензодавачів 2 і зміну їх опору. Сигнал з тензодавачів 2 через підсилювач подається на двохкоординатний самописець або ПК. Створений пристрій можна використовувати в камерах для визначення характеристик міцності конструкційних матеріалів в газовому середовищі за високих тисків та температур. Джерела інформації. 1. Установка для механических испытаний в газообразном водороде. /В.Д.Старинский, В.Т. Алымов, А.Г. Королев, С.И. Алексеев. -Фіз.-хім. механіка матеріалів. -1978. -№3. -с.98-100. 2. Авторское свидетельство №429312, Кл. G01Ν3/18, 1974. 5 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 37127 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601