Пристрій для вимірювання жорсткості матеріалів

Пристрій для вимірювання жорсткості матеріалів, що містить основу, на якій нанесені візирні лінії, повзун з міліметровими поділками, випромінювач сигналу з направленими променями під 3 12052 4 В основу, корисної моделі покладена задача випромінювач 13 видає звуковий сигнал, що створити такий пристрій для вимірювання свідчить про необхідність завершення жорсткості матеріалів, в якому шляхом введення переміщення повзуна з міліметровими поділками нових елементів та зв'язків між ними, забезпечи9. За цих умов на шкалі повзуна з міліметровими лося б підвищення точності вимірювання поділками 9 визначається показник довжини жорсткості в умовах різного температурного впливільного кінця зразка L. Температура в ву. термокамері 1 задається і регулюється за допомоПоставлена задача вирішується тим, що гою термопари 3, яка з'єднана з регулятором темпристрій для вимірювання жорсткості матеріалів, ператури 4 та семістером 5. що містить основу, на якій нанесені візирні лінії, Пристрій для вимірювання жорсткості повзун з міліметровими поділками, випромінювач матеріалів щодо згинання працює слідуючим чисигналу з направленими променями під кутом ном. Для отримання кінетики зміни жорсткості від 41 30' до горизонтальної площини та приймач сигтемператури G=f(T) нагрівання проводиться налу, закріплений на основі, згідно з корисною ступінчасте в діапазоні Т=20-130°С з інтервалом моделлю додатково обладнаний термокамерою з 20°С (похибка виміру температури ±2°С). На кожвікном, в якій розташована основа, установочним ному температурному інтервалі зразок столом, пристроєм для переміщення повзуна, витримується на протязі однієї хвилини, що встановленим на установочному столі, регулятозабезпечує нагрівання матеріалу до заданої темром температури та семістром, закріпленими на ператури. стінці термокамери, встановленої на установочноДосліджуваний зразок 11 через вікно 12, для му столі, термопарою, один кінець якої з'єднаний з позиціювання, розташовується на площині АВ під регулятором температури, а другий знаходиться в повзуном з міліметровими поділками (9). В термокамері, та нагріваючим елементом, розтазалежності від температури, при якій проводяться шованим в останній, причому випромінювач сигдослідження, підключають нагрівальний елемент налу закріплений на термокамері та має 10 до джерела живлення та задають за допомогою інфрачервоне випромінювання. регулятора температури 4 необхідну температуру. Введення в пристрій термокамери з вікном, в Зразок повинен знаходитись в зоні формування якій розташована основа, установочного столу, звукового сигналу на границі перетину вільного пристрою для переміщення повзуна, регулятора кінця L зразка з візирними лініями 8. При температури, семістра, термопари, нагріваючого досягненні заданої температури зразок витримуелементу та інфрачервоного випромінювача ють на протязі однієї хвилини і переміщують за дозволяє визначити вплив температури на допомогою пристрою переміщення повзуна 6 до жорсткість щодо згинання, надає можливість перетину кінця зразка з візирними лініями 8 (до знімати показники жорсткості до температури звукового сигналу). Після чого знімаються значен130°С, що забезпечує підвищення точності ня довжини вільного кінця L з точністю до одного вимірювання в умовах різного температурного міліметру. З підвищенням температури у зразка впливу, завдяки чому розширюється асортимент змінюється довжина вільного кінця L, тому такого роду пристроїв. необхідно за допомогою пристрою переміщення На кресленні приведена схема пристрою, що повзуна 6 постійно утримувати зразок в зоні форзаявляється. мування звукового сигналу. Пристрій складається з термокамери 1, яка Підготовка зразків до дослідження. Згідно змонтована на установочному столі 2, системи ГОСТ 12423 зразки витримують не менше 24 год. регулювання та вимірювання температури (термопри нормальних умовах. пара 3, регулятор температур 4, семестр 5) та Відбір зразків. Зразки для дослідження вигопристрою переміщення повзуна 6. В термокамері 1 товляються в повздовжньому, під кутом 45° та в розташовується основа 7, на якій нанесені візирні поперечному напрямках з текстильних матеріалів, лінії 8 під кутом 41 30', повзун з міліметровими у тому числі дубльованих, у виді смуг розмірами поділками 9 та нагрівальний елемент 10. 160х30мм. Довжина і ширина зразка вимірюється з Досліджуваний зразок 11 розташовується на точністю до 0,5мм, після чого з точністю до 0,01г площині АВ під повзуном з міліметровими визначається її маса. поділками 9, що дозволяє вимірювати значення Зразки повинні бути викроєні з матеріалів, на довжини вільного кінця зразка L і одночасно слуяких відсутні заломи та інші дефекти. На кожному жить для навантаження зразка 11 та його просузразку необхідно відзначити поперечний та вання. Повзун з міліметровими поділками 9 повздовжній напрямок чи кут 45°. кріпиться до пристрою переміщення повзуна 6 та Обробка результатів експерименту провоза допомогою рукоятки може здійснювати зворотдиться згідно стандарту PN-73 Р-04631 "Metody но-поступальний рух. Позиціювання зразків badan wyrobow wlokienniczych. Wyznaczanie sztywздійснюється через вікно 12. nosci zginania", адаптованого до європейських Для визначення моменту кінцевого згину зразстандартів. ка застосовується інфрачервоний випромінювач Значення показників жорсткості визначають 13, який кріпиться на стінці термокамери 1 і ступінчасте при температурах 20, 30, 50, 70, 90, випромінює пучкове світло уздовж візирних ліній 8 110 °С. під кутом 41 30' до горизонтальної площини (плоНа основі визначених результатів визначають: щина АВ), яке потрапляє до приймача сигналу 14. довжину згину зразка с, см по формулі: При перетині досліджуваним зразком 11 світового потоку (візирних ліній 8) інфрачервоний 5 12052 L , (1) 2 де L - середнє значення довжини вільного кінця зразка в момент перетину світлового потоку, см. В зв'язку з тим, що при підвищених температурах відбувається процес сушки, змінюється маса зразка, для матеріалів різного волокнистого складу введено поправочний коефіцієнт k (табл.) Жорсткість щодо згину G, мкН.м, визначається по формулі: G=10-3k.mа.c3g, (2) де k - поправочний коефіцієнт; mf - вага одиниці площі зразка, г/м2; gn - стала величина, яка дорівнює 9,80665 м/с2 (прискорення вільного падіння) c Таблиця Поправочний коефіцієнт k для матеріалів різного волокнистого складу Температура Т, °С Поправочний коефіцієнт k: для вовняних матеріалів для бавовняних матеріалів для лляних матеріалів для шовкових матеріалів 30 50 70 90 100 1 0,98 0,96 0,95 0,94 1 0,98 0,97 0,96 0,95 1 0,99 0,96 0,94 0,93 1 1 0,99 0,97 0,96 6 Жорсткість обчислюється з точністю до трьох знаків після коми. Модуль згину q, кН/м2, розраховується по формулі: G q 12 3 , (3) d де d середнє значення товщини матеріалу,мм Сумарна жорсткість при згині (Gs), мкН: Gs G0 G у , (4) де G0 - жорсткість у повздовжньому напрямку (по основі), мкН; Gy - жорсткість у поперечному напрямку (по утоці), мкН. Результати вимірів повинні включати: - довжину згину, жорсткість щодо згину, модуль згину у повздовжньому та поперечному напрямках і під кутом 45°; - сумарну жорсткість щодо згину. Введення в пристрій термокамери з вікном, в якій розташована основа, установочного столу, пристрою для переміщення повзуна, регулятора температури, семістра, термопари, нагріваючого елементу та інфрачервоного випромінювача дозволяє визначити вплив температури на жорсткість щодо згинання, надає можливість знімати показники жорсткості до температури 130 °С, що забезпечує підвищення точності вимірювання в умовах різного температурного впливу, завдяки чому розширюється асортимент такого роду пристроїв. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 12052 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601