Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ТОНКОСТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ - Патент РФ 2142617
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ТОНКОСТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ТОНКОСТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ТОНКОСТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для определения прочностных свойств тонкостенных объектов. Устройство содержит индентор в виде стержня с наконечником с размещенным внутри него пъезоэлементом, который электрически связан с измерительным блоком. Также устройство содержит механизм привода индентора. Наконечник выполнен тупым, а индентор выполнен с массой, состовляющей 5 - 40% от массы исследуемого образца. Устройство направлено на повышение достоверности и точности определения прочностных свойств тонкостенных объектов. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2142617
Класс(ы) патента: G01N3/40, G01N3/42
Номер заявки: 98121827/28
Дата подачи заявки: 02.12.1998
Дата публикации: 10.12.1999
Заявитель(и): Епифанов Виктор Павлович; Епифанов Михаил Семенович
Автор(ы): Епифанов В.П.; Епифанов М.С.
Патентообладатель(и): Епифанов Виктор Павлович; Епифанов Михаил Семенович
Описание изобретения: Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для определения прочностных свойств тонкостенных объектов, например куриных яиц.
Известен прибор для испытания материалов на хрупкость, содержащий индентор в виде стержня с наконечником и механизм его привода (см. описание к а. с. СССР N 1497490, C 01 N 3/30, 1989 [1]). Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и невысокая точность измерения.
Известен прибор для определения прочности материалов, содержащий корпус с приводом индентора и индентор, выполненный в виде штока с наконечником (см. описание к а.с. СССР N 1153266 G 01 N 3/48, 1985 [2]. Недостатком известного устройства является невысокая точность определения прочностных свойств материалов.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения механических характеристик материалов, известное из описания к а.с. СССР N 1539583 G 01 N 3/48, 1990 [3], позволяющее определить усилие хрупкого разрушения (см. колонку 3, строки 30-35), т.е. прочностные свойства.
Известное устройство содержит индентор в виде стержня с наконечником с размещенным внутри него пьезоэлементом, который соединен с измерительным блоком. Устройство снабжено приводом индентора, обеспечивающим его прямолинейное равномерное перемещение на участке траектории перед соприкосновением с исследуемым образцом.
Недостатком известного устройства является невысокая точность определения прочностных свойств тонкостенных объектов, например, куриных яиц. Это обусловлено тем, что наконечник имеет форму обоюдоострого ножа и его взаимодействие с объектом не воспроизводит реальных условий, в которых происходит разрушение скорлупы.
Заявляемое в качестве изобретения устройство для определения прочностных свойств направлено на повышение достоверности и точности определения прочностных свойств тонкостенных объектов, например скорлупы куриных яиц.
Указанный результат достигается тем, что устройство для определения прочностных свойств содержит индентор в виде стержня с наконечником с размещенным внутри него пьезоэлементом, электрически связанным с измерительным блоком, и механизм привода индентора, при этом наконечник выполнен тупым, а индентор - с массой, составляющей 5-40% от массы исследуемого образца.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются:
- выполнение наконечника индентора тупым;
- выполнение индентора с массой, составляющей 5-40% от массы исследуемого образца.
Выполнение наконечника индентора тупым, т.е. например в виде сферы, полусферы, эллипсоида вращения, усеченного конуса, усеченной пирамиды, цилиндра и т.п., позволяет получать более достоверные и точные результаты по сравнению с использованием наконечника как у прототипа, т.к. в этом случае происходит процесс "чистого" разрушения, без "режущей" составляющей. Именно такое, без протыкания скорлупы, а путем ее частичного смятия и вдавливания, на практике происходит разрушение яйца при транспортировке. И такое разрушение вызывается при соударении яйца с тупым наконечником.
При этом, как было установлено экспериментально, наиболее точные и достоверные результаты при исследовании прочностных характеристик куриных яиц достигаются, если масса индентора составляет от 5 до 40% от массы исследуемого объекта, т.е. яйца. Если масса индентора меньше 5% от массы яйца, то для обеспечения разрушения скорлупы индентору необходимо сообщать значительную начальную скорость, а измерения параметров процесса с помощью пьезоэлемента, находящегося внутри индентора, движущегося с большой скоростью, имеют значительную погрешность. Если же масса индентора больше 40% массы исследуемого объекта, то снижается чувствительность измерений.
Сущность заявляемого устройства для определения прочностных свойств поясняется примером реализации и чертежом, на котором схематично представлена блок-схема устройства.
Устройство содержит индентор в виде полого стержня 1 с тупым наконечником 2, например в виде части эллипсоида, как это показано на чертеже. Внутри полого стержня размещены пьезоэлемент 3, жестко соединенный с наконечником 2 и массой 4. Пьезоэлемент электрически соединен с измерительным блоком, который состоит из предусилителя 5 с источником питания 6 и связан со средствами регистрации, например с запоминающим осциллографом 7 и блоком памяти 8. Индентор приводится в движение приводом, обеспечивающим его прямолинейное равномерное перемещение в момент контакта с исследуемым объектом (яйцом), установленным в специальном держателе (привод и держатель на чертеже не показаны, как не относящиеся к сущности предложения).
Устройство работает следующим образом. Включают привод, сообщающий индентору (стержню 1 с наконечником 2) начальную скорость V0. Индентор находится в равномерном поступательном движении в момент соприкосновения с яйцом. При торможении индентора исследуемым объектом масса 4 за счет сил инерции создает давление на пьезоэлемент 3 с усилием, пропорциональным реакции опоры. Генерируемый пьезоэлементом электрический сигнал поступает на вход предусилителя 5, питаемого источником 6, выбранным из числа известных. С выхода предусилителя сигнал поступает на вход блока памяти.
Амплитуда электрического сигнала, генерируемого пьезоэлементом, возрастает пропорционально нагружающему усилию, обусловленному сопротивлением исследуемого объекта.
Полученную осциллограмму, зафиксированную в блоке памяти, обрабатывают, используя известные математические методы, например, интегрированием уравнения, описывающего процесс торможения индентора с фиксированной массой, известной начальной скоростью соударения и временем торможения на различных участках траектории) и определяют прочностную характеристику скорлупы яйца.
В частных случаях реализации выход пьезоэлемента может быть подключен непосредственно (или через предусилитель) к вычислительному устройству - персональному компьютеру или микропроцессору с дисплеем, снабженному необходимым матобеспечением с помощью которого сигнал от пьезоэлемента преобразуется в величину прочности скорлупы яйца и выводится на экран монитора или дисплея.
В этих случаях роль измерительного блока, упомянутого в формуле изобретения, будет выполнять компьютер или микропроцессор.
Формула изобретения: Устройство для определения прочностных свойств, содержащее индентор в виде стержня с наконечником с размещенным внутри него пьезоэлементом, электрически связанным с измерительным блоком, и механизм привода индентора, отличающееся тем, что наконечник выполнен тупым, а индентор выполнен с массой, составляющей 5 - 40% от массы исследуемого образца.