Установка для проведення лабораторної роботи з визначення діаграми розтягування і стиснення зразків

Реферат: Заявлена установка для проведення лабораторної роботи з визначення залежності абсолютної зміни довжини зразка від величини прикладеної до нього сили містить випробувальну машину з динамометром і приладом для регєстрації величини зміни довжини зразка. Випробувальна машина виконана у вигляді електричного пристрою, до складу якого входять джерело живлення, групи подільників напруги на постійних та перемінних резисторах, на які подається напруга з джерела живлення для формування дискретних напруг, що імітують прямо пропорційні величини прикладених сил та відповідних їм змін довжини зразка, багатопозиційні багатонапрямкові перемикачі, які електрично пов'язані з відповідними групами подільників, і електричні вимірювальні прилади, які відповідно пов'язані з відповідними перемикачами і на які подається напруга від джерела живлення через перемикачі і відповідні подільники. UA 98047 C2 (12) UA 98047 C2 UA 98047 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до навчальних приладів і може застосовуватись для проведення лабораторної роботи з відповідної теми у курсах "Фізика", "Матеріалознавство" та інших. Прототипом винаходу є установки [Жуковец И.И. Механические испытания материалов: Учебное пособие для технических училищ - М.: Высш. школа, 1980.-191с.], до складу яких входять випробувальна машина, динамометр і прилад автоматичного запису діаграми розтягання чи стиснення, тобто графік залежності між силою, прикладеною до зразка, і абсолютною зміною його довжини. як навантажувальна можуть використовуватись машини ИМ4Р, статична машина Р-100, універсальні машини 1253У-2-1 і 1253У-2-2 та інші. Недоліками установки є: необхідність значної площі для її розташування; відносно велика вага; відносно великий термін проведення вимірювань; значні вартість і експлуатаційні витрати. В основу винаходу поставлено задачу усунути вказані недоліки та підвищити інформативність лабораторної роботи. Поставлена задача вирішується тим, що установку виконано як рисунок установки і електричний пристрій, що формує величини сил та відповідні зміни довжини зразків матеріалів у вигляді набору прямо пропорційних їм дискретних напруг. Ці напруги створюються за допомоги подільників на постійних та перемінних резисторах і вимірюються електричними приладами. Розширення інформативності лабораторної роботи досягається шляхом збільшення кількості зразків матеріалів, що вимірюються протягом заняття, а також введенням процесу наклепування зразків із сталі. Наклепування імітується збільшенням сили розтягування до величини, при якій завершується зона текучості матеріалу, а потім зменшенням її до нуля. Величини кожного параметра (сили, зміни довжини) формуються окремою групою подільників, на які подається напруга з джерела електроживлення. Кількість подільників в групі визначається кількістю дискретних навантажень (точок вимірювань), якою можна передати особливості діаграм для їх відображення. Кількість груп подільників визначається кількістю зразків матеріалів та варіантів зміни характеру навантаження. Авторами у установці вибрано визначення діаграм розтягування трьох зразків матеріалів: із сталі, із сталі з проведенням наклепування, із чавуну. Передбачена можливість створення багатоваріантності вимірювань зразків з подібних матеріалів. Спрощена схема електричного пристрою наведена на рисунку. В пристрої використано чотири групи подільників напруг, які визначають: ГПН F- силу (F) навантаження; ГПН  1, ГПН  2, ГПН  3 - зміну довжини (  ) зразків матеріалів. Подільники кожної групи електрично пов'язані з відповідними групами контактів перемикача ПІ "Навантаження", що комутуються в одному напрямку. Перемикач має чотири групи контактів, які на схемі зображені прямокутниками з назвою П1/1, П1/2, П1/3, П1/4. Вихідний, комутуючий, контакт групи П1/1 електрично пов'язаний з електровимірювальним приладом, що визначають силу, яка діє на зразок. Вихідні, комутуючі, контакти груп П1/2, П1/3 електрично пов'язані з відповідними контактами перемикача П4 "Зразки", яким встановлюється номер зразка матеріалу. Вихідний, комутуючий, контакт перемикача П4 електрично пов'язаний з відповідними контактами перемикача П5, яким проводять наклепування зразка зі сталі (спочатку навантажують зразок до закінчення ланки текучості, потім зменшують навантаження). Вихідний контакт перемикача П5 і вихідний контакт перемикача П4 електрично пов'язані з електровимірювальним приладом, яким визначають величину зміни довжини зразків при дії відповідної сили. У електричному пристрої використано комплектувальні елементи та електровимірювальні прилади широкого застосування. Необхідна кількість позицій переключення і напрямків комутації може бути забезпечена застосуванням декількох перемикачів. Зразок установки виготовлений і використовується в навчальному процесі у Харківському торговельно-економічному інституті Київського національного торговельно-економічного університету. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Установка для проведення лабораторної роботи з визначення залежності абсолютної зміни довжини зразка від величини прикладеної до нього сили, яка містить випробувальну машину з динамометром і приладом для реєстрації величини зміни довжини зразка, яка відрізняється тим, що випробувальна машина виконана у вигляді електричного пристрою, до складу якого 1 UA 98047 C2 5 10 входять джерело живлення, групи подільників напруги на постійних та перемінних резисторах (ГПНF, ГПН ∆ℓ1, ГПН ∆ℓ2, ГПН ∆ℓ3), на які подається напруга з джерела живлення для формування дискретних напруг, що імітують прямо пропорційні величини прикладених сил (F) та відповідних їм змін довжини зразка (∆ℓ1, ∆ℓ2, ∆ℓ3), багатопозиційний багатонапрямковий перемикач зміни величини сили (П1), групи вхідних контактів якого (П1/1, П1/2, П1/3, П1/4) електрично пов'язані з відповідними групами подільників (ГПНF, ГПН ∆ℓ1, ГПН ∆ℓ2, ГПН ∆ℓ3), перемикачі вибору типу матеріалу (П4) і встановлення режиму "наклепування" (П5), які електрично пов'язані з відповідними контактами П1/2, П1/3, П1/4 перемикача П1 і між собою, електричний прилад вимірювання сили, який електрично пов'язаний з загальним виходом контактів П1/1, та електричний прилад вимірювання зміни довжини, який електрично пов'язаний з відповідними контактами перемикачів вибору типу матеріалу (П4) і встановлення режиму "наклепування" (П5). Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2