Прибор деформации и растяжения

Что такое экстензометр

Экстензометр (extensometer) — это прибор для измерения деформации образца во время проведения испытаний на растяжение, сжатие. Экстензометры позволяют напрямую измерять деформацию образца во время приложения нагрузки. Всего различают два основных типа экстензометров: контактные и бесконтактные.

Контактные экстензометры используются в течение многих лет и делятся на три группы. Первая группа контактных экстензометров включает навесные экстензометры. Они применяются в областях, требующих большой точности измерений (например, в большинстве тестов стандартов ASTM). Данные экстензометры производятся в различных конфигурациях и способны измерять деформации от очень маленьких до относительно больших (от менее 1 мм до более, чем 100 мм). Среди преимуществ таких экстензометров можно выделить простоту использования и более низкую стоимость, однако они могут оказаться непригодными для испытаний деликатных или малых по величине образцов. Для автоматизации испытаний навесные вытесняются автоматическими и длинноходовыми экстензометрами. Они могут устанавливаться на образец автоматически и обеспечивают лучшую повторяемость результатов, чем традиционные тензометры. Они движутся по собственным направляющим и поэтому не оказывают значительного воздействия на сам образец. Кроме этого они способны находиться на образце до его разрушения, а также измерять крайне большие растяжения (до 1000 мм) без потери точности. Экстензометры такого типа обычно имеют разрешающую способность от 0,3 мкм и выше (наиболее высокоточные приборы способны различать деформации, начиная от 0,02 микрометров) и обладают достаточной точностью измерений, чтобы соответствовать классам точности 1 и 0.5 по ISO 9513. В третью группу входят экстензометры для испытаний на сжатие и изгиб (измерительные щупы).

Для некоторых особых видов измерений, когда использование контактного экстензометра невозможно, более удобно применять бесконтактные экстензометры, среди которых наибольшее распространение получили видео экстензометры и лазерные экстензометры. Обычно они используются при испытаниях материалов, подверженных разрушению традиционными контактными навесными экстензометрами, либо когда масса навесных экстензометров искажает свойства образца. Кроме этого, лазерные экстензометры часто применяются при испытаниях при повышенных или пониженных температурах.

Экстензометры компании «Тестсистемы»

В нашем каталоге Вы можете найти следующие виды экстензометров: навесные экстензометры, длинноходовые экстензометры, автоматические экстензометры, лазерные экстензометры, а также экстензометры для печей и термокриокамер.

Данные экстензометры предназначены для испытаний образцов из различных материалов, включая металлы, пластмассы, композиты и керамику. Экстензометры помещаются на образец и поддерживаются им. Наша компания производит следующие виды контактных навесных экстензометров: 3542 (3442) для измерения продольной деформации и 3575 (3475) для поперечной деформации. Экстензометры могут работать в паре для измерения продольной и поперечной деформации одновременно. Также существуют экстензометры, работающие при повышенных и пониженных температурах, что позволяет использовать их в термокриокамерах и лабораторных печах. Принцип работы данных экстензометров основан на применении тензодатчиков.

Особенности и преимущества:

Возможность проведения испытания вплоть до разрушения образца.
Измерение положительных и отрицательных перемещений.
Могут быть использованы при измерении деформации на сжатие, растяжение, а также для циклических испытаний.
Соответствуют требованиям ASTM E83 и ISO 9513.
Легко заменяемые ножи из закаленной стали.
Высоко- и низкотемпературные опции расширяют диапазон рабочих температур от -265 °С до +200 °С.
Заменяемые рычаги и проставки позволяют изменять базу для различных потребностей испытаний.
Прочная конструкция позволяет использование при проведении испытаний на усталость в низко- и высокочастотном режимах.
Удобная конструкция позволяющая устанавливать экстензометр на образец одной рукой.

Контактные длинноходовые экстензометры

Длинноходовой экстензометр является прибором для измерения растяжения материалов с большой деформацией, например, резины, полимеров и пленок. Спроектированный для использования в электромеханических измерительных системах, экстензометр УИД 1000 способен измерять растяжение образцов до 800 мм.

Длинноходовой экстензометр быстро и просто прикрепляется на образец. В стандартный комплект поставки входят шаблоны для быстрой установки базовой длины 10 мм, 25 мм и 50 мм.

Данный экстензометр применяется для испытаний на растяжение до разрушения образца без повреждения.

Верхний и нижний зажимы данного экстензометра сбалансированы по весу и движутся вдоль гладкого неподвижного стержня по направляющим.

Особенности и преимущества:

Использование вплоть до разрушения образца.
Очень большой диапазон измерения деформации.
Регулируемое усилие зацепления.
Удобная конструкция, позволяющая устанавливать экстензометр на образец одной рукой.

Контактные автоматические экстензометры

Автоматические контактные экстензометры существенно увеличивают производительность испытательного оборудования.

Представителем данного вида является экстензометр ИДА 300. Экстензометром в автоматическом режиме управляет системное ПО. Оно предоставляет простой в использовании мастер настройки, с помощью которого можно закрывать и раскрывать зажимы, устанавливать начальное положение манипулятора и значение длины базы. Верхний и нижний зажимы независимо друг от друга приводятся в движение «следящими» электроприводами. Величина деформации определяется автоматически посредством измерения расстояния между зажимами.

Контактные экстензометры для испытаний на сжатие и изгиб

Данную линейку представляют инкрементальные измерительные щупы. Они могут входить в состав приспособлений на сжатие и изгиб.

Бесконтактные (лазерные) экстензометры

Экстензометры серии ЛТС являются достойным представителем линейки бесконтактных лазерных экстензометров. Принцип работы прибора заключается в периодическом сканировании лучом лазера контрастных меток, нанесенных на поверхность образца. Свет, диффузно отраженный метками, преобразуется фотоприемником в последовательность электрических импульсов. Временные интервалы между этими импульсами анализируются аппаратно-программным комплексом. В процессе измерения результаты отображаются на экране ПК в цифровой и графической форме.

Особенности и преимущества:

Использование вплоть до разрушения образца.
Непосредственное оптическое измерение деформации. Высокое разрешение.
Отсутствие смещения результатов при длительных исследованиях. Постоянный мониторинг параметров экстензометра позволяет получать измеренные результаты без дрейфа значений в течение длительных временных периодов, например при испытании на ползучесть.
Возможность определения коэффициента Пуассона при использовании двух лазерных экстензометров, одновременно измеряющих продольную и поперечную деформации.
Сохранение значения начальной длины. Лазерный экстензометр определяет все начальные длины до старта испытания.
Определение областей разрушения образца для локального анализа разрыва.
Использование в печах и климатических камерах.
До 6 сканирующих лучей для более подробной карты распределения деформаций. Расширения базовых моделей лазерных экстензометров позволяют проводить широкий диапазон анализов деформаций.

Источник

Тензостанция предназначена для регистрации статических деформаций строительных конструкций. Принцип действия основан на свойстве электропроводящих материалов изменять свое электрическое сопротивление под действием приложенной к ним силы. Проволочные тензорезисторы представляют собой отрезок специальной проволоки (константановой), концы которой жестко приклеиваются к обследуемой конструкции. В результате деформации конструкции проволока подвергается растяжению и сжатию. Следовательно, изменятся ее длина, поперечное сечение и удельное сопротивление, а значит, и электрическое сопротивление. Большое значение для чувствительности тензорезистора имеет качество подложки (основы) и клея.

Наибольшее распространение получили проволочные тензорези-сторы — фольговые и полупроводниковые. Станция состоит из комплекта наклеиваемых на конструкцию тензодатчиков и усилителя постоянного тока. Тензодатчики выполняют в виде спирали (решетки), состоящей из ряда петель константановой проволоки, наклеенной на основу. Тензосопротивления являются преобразователями, которые включаются по схеме полумоста или полного моста, в диагональ которого подключается измерительное устройство, являющееся также и индикатором баланса. Характеристика усилителя ИСД приведена ниже:

Диапазон измеряемых деформаций, отн. ед…….. 1 × 10-5 — 1 × 10-2

Сопротивление тензорезистора, Ом……………………..50—500

Напряжение питания моста, В…………………………………………3

Погрешность измерения…………………………….. Одно деление

Габаритные размеры, мм………………………….. 220 х 180 х 100

Масса, кг……………………………………………………………………….27

Работа с прибором: на поверхность конструкции наклеивают тензодатчики и через многоканальный переключатель подсоединяют их к усилителю. Баланс моста определяют по минимуму сигнала, а величину относительной деформации — по лимбу, связанному с движком реостата, калиброванному в единицах деформации.

Рычажный тензометр (TP) предназначен для измерения малых деформаций строительных деталей и конструкций, для контроля за развитием трещин и т. д. Принцип действия основан на преобразовании смещения с помощью рычажной системы.

Тензометр состоит из подвижного и неподвижного опорных ножей. Подвижный нож представляет собой призмочку, которая соединена с рычагом. Второй рычаг состоит из балансира и укрепленной на нем стрелки. Балансир выполняет роль противовеса для стрелки. Смещения от одного рычага к другому передаются через якорь. В комплект тензометра входит удлинитель для повышения чувствительности.

Техническая характеристика тензометра приведена ниже:

Цена одного деления, мк…………………………….1 ± 0,1

Степень увеличения……………………………………..1000

Точность показания, мк……………………………….± 1,00

База, мм…………………………………………………20 ± 0,05

Габаритные размеры, мм…………………..60 х 160 х 18

Масса (без удлинителя), г………………………………….75

Работа с прибором: перед измерением необходимо подготовить поверхность конструкции. К конструкции тензометр прикрепляется с помощью штанги и скобы с гребенчатыми концами. Стрелка устанавливается на ноль. Далее делают отсчеты с точностью до 0,25 деления.

Тензометры Аистова ТА-2 и ТА-3 предназначены для регистрации деформации конструкции в широких пределах и обладают повышенной надежностью при измерениях. Принцип действия основан на измерении относительного смещения двух призм, одна из которых является базовой.

На опорной планке тензометра расположены две призмы — неподвижная и подвижная. В корпусе прибора имеется разрезная муфта с диском, на который нанесена миллиметровая шкала. Часть тензометра с микрометрическим винтом и диском, а также часть тензометра с призмами электроизолированы друг от друга и соединены с генератором сигналов высокой частоты.

Работа с прибором: прибор устанавливают на конструкции. При деформации конструкции диск поворачивается, и острие микрометрического винта доводится до контакта пера — цепь замыкается и возникает звуковой сигнал. В этот момент делают отсчет по шкале. Полный поворот диска соответствует смещению контактной поверхности на 100 мк.

Измеритель кривизны предназначен для измерения кривизны поверхности плит и панелей. Принцип действия прибора основан на нивелировании поверхности по трем точкам (используют также измерители и на четырех точках нивелирования).

Измеритель представляет собой металлическую трубку (штангу) длиной 100 мм, на концах которой закреплены две опорные ножки высотой 50 мм. Посередине трубки смонтированы ручка и стрелочный индикатор, причем индикатор закреплен таким образом, что шарик шрифта находится в одной плоскости с шариками опорных ножек. Погрешность измерения ± 0,1 мм. Масса измерителя 0,6 кг.

Работа с прибором: при измерении кривизны плиты (чистой поверхности) отсчет показаний по индикатору часового типа производят в нескольких точках. В каждой точке замеры снимают дважды во взаимно перпендикулярном направлении штанги измерителя.

Источник

Не вдаваясь в теоретические основы физики процессом деформации твердого тела можно назвать изменение его формы под действием внешней нагрузки. Любой твердый материал имеет кристаллическую структуру с определенным расположением атомов и частиц, в ходе приложения нагрузки происходит смещение отдельных элементов или целых слоев относительно, другими словами возникают дефекты материалов.

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 388
Источник: https://www.DeviceSearch.ru.com/article/3649

Деформация твёрдого тела: её виды, измерение

Подробности Молекулярно-кинетическая теория Опубликовано 17.11.2014 18:20 10272

Под воздействием внешних сил твёрдые тела меняют свою форму и объем, т.е. деформируются.

В результате действия приложенных к телу сил частицы, из которых оно состоит, перемещаются. Изменяются расстояния между атомами, их взаимное расположение. Это явление называют деформацией.

Если после прекращения действия силы тело возвращает свою первоначальную форму и объём, то такая деформация называется упругой, или обратимой. В этом случае атомы снова занимают положение, в котором они находились до того, как на тело начала действовать сила.

Если мы сожмём резиновый мячик, он изменит форму. Но тут же восстановит её, как только мы его отпустим. Это пример упругой деформации.

Если же в результате действия силы атомы смещаются от положений равновесия на такие расстояния, что межатомные связи на них уже не действуют, они не могут вернуться в первоначальное состояние и занимают новые положения равновесия. В этом случае в физическом теле происходят необратимые изменения.

Сдавим кусочек пластилина. Свою первоначальную форму он не сможет вернуть, когда мы прекратим воздействовать на него. Он деформировался необратимо. Такую деформацию называют пластичной, или необратимой.

Необратимые деформации могут также происходить постепенно с течением времени, если на тело воздействует постоянная нагрузка, или под влиянием различных факторов в нём возникает механическое напряжение. Такие деформации называются деформациями ползучести.

Например, когда детали и узлы каких-то агрегатов во время работы испытывают серьёзные механические нагрузки, а также подвергаются значительному нагреву, в них со временем наблюдается деформация ползучести.

Под воздействием одной и той же силы тело может испытывать упругую деформацию, если сила приложена к нему на короткое время. Но если эта же сила будет воздействовать на это же тело длительно, то деформация может стать необратимой.

Величина механического напряжения, при которой деформация тела всё ещё будет упругой, а само тело восстановит свою форму после снятия нагрузки, называется пределом упругости. При значениях выше этого предела тело начнёт разрушаться. Но разрушить твёрдое тело не так-то просто. Оно сопротивляется. И это его свойство называется прочностью.

Когда два автомобиля, соединённые буксировочным тросом, начинают движение, трос подвергается деформации. Он натягивается, а его длина увеличивается. А когда они останавливаются, натяжение ослабевает, и длина троса восстанавливается. Но если трос недостаточно прочный, он просто разорвётся.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 2703
Источник: https://ency.info/materiya-i-dvigenie/molekulyarno-kineticheskaya-teoriya/360-deformatsiya-tvjordogo-tela-ejo-vidy-izmerenie

Определение деформации

Деформация появляется в том случае, если разные части тела совершают разные перемещения. Так, например, если резиновый шнур тянуть за концы, то разные его части сместятся относительно друг друга, и шнур окажется деформированным (растянется, удлинится). При деформации изменяются расстояния между атомами или молекулами тел, поэтому появляются силы упругости.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 396
Источник: https://ru.solverbook.com/spravochnik/fizika/deformaciya/

Виды деформации твердых тел

Деформация растяжения

Деформация растяжения — вид деформации, при которой нагрузка прикладывается продольно от тела, то есть соосно или параллельно точкам крепления тела. Проще всего растяжение рассмотреть на буксировочном тросе для автомобилей. Трос имеет две точки крепления к буксиру и буксируемому объекту, по мере начала движения трос выпрямляется и начинает тянуть буксируемый объект. В натянутом состоянии трос подвергается деформации растяжения, если нагрузка меньше предельных значений, которые может он выдержать, то после снятия нагрузки трос восстановит свою форму.

Схема растяжения образца

Посмотрите прибор измеряющий деформацию растяжения →

Деформация растяжения является одним из основных лабораторных исследований физических свойств материалов. В ходе приложения растягивающих напряжений определяются величины, при которых материал способен:

воспринимать нагрузки с дальнейшим восстановлением первоначального состояния (упругая деформация)
воспринимать нагрузки без восстановления первоначального состояния (пластическая деформация)
разрушаться на пределе прочности

Данные испытания являются главными для всех тросов и веревок, которые используются для строповки, крепления грузов, альпинизма. Растяжение имеет значение также при строительстве сложных подвесных систем со свободными рабочими элементами.

Деформация сжатия

Деформация сжатия — вид деформации, аналогичный растяжению, с одним отличием в способе приложения нагрузки, ее прикладывают соосно, но по направлению к телу. Сдавливание объекта с двух сторон приводит к уменьшению его длины и одновременному упрочнению, приложение больших нагрузок образовывает в теле материала утолщения типа «бочка».

Схема сжатия образца

В качестве примера можно привести тот же прибор что и в деформации растяжения немного выше.

Деформация сжатия широко используется в металлургических процессах ковки металла, в ходе процесса металл получает повышенную прочность и заваривает дефекты структуры. Сжатие также важно при строительстве зданий, все элементы конструкции фундамента, свай и стен испытывают давящие нагрузки. Правильный расчет несущих конструкций здания позволяет сократить расход материалов без потери прочности.

Деформация сдвига

Деформация сдвига — вид деформации, при котором нагрузка прикладывается параллельно основанию тела. В ходе деформации сдвига одна плоскость тела смещается в пространстве относительно другой. На предельные нагрузки сдвига испытываются все крепежные элементы — болты, шурупы, гвозди. Простейший пример деформации сдвига – расшатанный стул, где за основание можно принять пол, а за плоскость приложения нагрузки – сидение.

Схема сдвига образца

Посмотрите прибор измеряющий деформацию сдвига →

Деформация изгиба

Деформация изгиба — вид деформации, при котором нарушается прямолинейность главной оси тела. Деформации изгиба испытывают все тела подвешенные на одной или нескольких опорах. Каждый материал способен воспринимать определенный уровень нагрузки, твердые тела в большинстве случаев способны выдерживать не только свой вес, но и заданную нагрузку. В зависимости от способа приложения нагрузки при изгибе различают чистый и косой изгиб.

Схема изгиба образца

Посмотрите прибор измеряющий деформацию изгиба →

Значение деформации изгиба важно для проектирования упругих тел, таких, как мост с опорами, гимнастический брус, турник, ось автомобиля и другие.

Деформация кручения

Деформация кручения – вид деформации, при котором к телу приложен крутящий момент, вызванный парой сил, действующих в перпендикулярной плоскости оси тела. На кручение работают валы машин, шнеки буровых установок и пружины.

Схема кручения образца

Посмотрите прибор измеряющий деформацию кручения →

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 3780
Источник: https://www.DeviceSearch.ru.com/article/3649

Пластическая и упругая деформация

В процессе деформации важное значение имеет величина межатомных связей, приложение нагрузки достаточной для их разыва приводит к необратимым последствиям (необратимая или пластическая деформация). Если нагрузка не превысила допустимых значений, то тело может вернуться в исходное состояние (упругая деформация). Простейший пример поведения предметов, подверженных пластической и упругой деформацией, можно проследить на падении с высоты резинового мяча и куска пластилина. Резиновый мяч обладает упругостью, поэтому при падении он сожмется, а после превращения энергии движения в тепловую и потенциальную, снова примет первоначальную форму. Пластилин обладает большой пластичностью, поэтому при ударе о поверхность оно необратимо утратит свою первоначальную форму.

За счет наличия деформационных способностей все известные материалы обладают набором полезных свойств – пластичностью, хрупкостью, упругостью, прочностью и другими. Исследование этих свойств достаточно важная задача, позволяющая выбрать или изготовить необходимый материал. Кроме того, само по себе наличие деформации и его детектирование часто бывает необходимо для задач приборостроения, для этого применяются специальные датчики называемые экстензометрами или по другому тензометрами.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 1364
Источник: https://www.DeviceSearch.ru.com/article/3649

Закон Гука

Рассмотрим однородный стержень, имеющий длину l и площадь сечения S. К концам стержня приложены две силы равные по величине F, направленные по оси стержня, но в противоположные стороны. При этом длина стержня изменилась на величину .

Английским ученым Р. Гуком эмпирически было установлено, что для небольших деформаций относительное удлинение () прямо пропорционально напряжению ():

где E – модуль Юнга; – сила, которая действует на единичную площадь поперечного сечения проводника. Иначе закон Гука записывают как:

где k – коэффициент упругости. Для силы упругости, возникающей в стержне закон Гука имеет вид:

Линейная зависимость между и выполняется в узких пределах, при небольших нагрузках. При увеличении нагрузки зависимость становится нелинейной, а далее упругая деформация переходит в пластическую деформацию.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 875
Источник: https://ru.solverbook.com/spravochnik/fizika/deformaciya/

Измерение деформации

При проектировании и эксплуатации различных механизмов, технических объектов, зданий, мостов и других инженерных сооружений очень важно знать величину деформации материалов.

Так как упругие деформации имеют маленькую величину, то измерения должны проводиться с очень высокой точностью. Для этого используют приборы, называемые тензометрами.

Тензометр состоит из тензометрического датчика и индикаторов. В него также может быть включено регистрирующее устройство.

В зависимости от принципа действия тензометры бывают оптические, пневматические, акустические, электрические и рентгеновские.

В основу оптических тензометров положено измерение деформации нити из оптоволокна, приклеенной к объекту исследования. Пневматические тензометры фиксируют изменение давления при деформации. В акустических тензометрах с помощью пьезоэлектрических датчиков проводятся измерения величин, на которые изменяются скорость звука и акустическое затухание при деформации. Электрические тензометры вычисляют деформацию на основе изменений электрического сопротивления. Рентгеновские определяют изменение межатомных расстояний в кристаллической решётке исследуемых металлов.

Вплоть до 80-х годов ХХ века сигналы датчиков регистрировались самописцами на обыкновенной бумажной ленте. Но когда появились компьютеры и начали бурно развиваться современные технологии, стало возможным наблюдать деформации на экранах мониторов и даже подавать управляющие сигналы, позволяющие изменить режим работы тестируемых объектов.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 1520
Источник: https://ency.info/materiya-i-dvigenie/molekulyarno-kineticheskaya-teoriya/360-deformatsiya-tvjordogo-tela-ejo-vidy-izmerenie

Кол-во блоков: 8 | Общее кол-во символов: 11026
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

https://www.DeviceSearch.ru.com/article/3649: использовано 3 блоков из 3, кол-во символов 5532 (50%)
https://ency.info/materiya-i-dvigenie/molekulyarno-kineticheskaya-teoriya/360-deformatsiya-tvjordogo-tela-ejo-vidy-izmerenie: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 4223 (38%)
https://ru.solverbook.com/spravochnik/fizika/deformaciya/: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 1271 (12%)

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

Загрузка…

Источник