Исследование прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий: ...когда инденторы осуществляют царапающее движение – G01N 3/46

Изобретение относится к машиностроению. Устройство содержит корпус с электродвигателем и редуктором внутри его; укрепленные на корпусе две параллельные колонны с установленной на них с возможностью перемещения по ним траверсой вместе с механизмами фиксации ее на колоннах и закрепленной на ней инструментом; инструментальной головкой, механизмом установки инструмента, механизмом подвода и отвода инструмента от поверхности образца, измерителем нормальных перемещений инструмента, датчиком нормальной силы, механизм и стол для установки и термостабилизации образца; механизм нормального нагружения инструмента; автоматизированную систему задания программы нагружения и разгружения, считывания, записи и обработки информации результатов испытаний совместно с персональным компьютером. Устройство дополнительно снабжено механизмом тангенциального перемещения образца; механизмом поворота образца в вертикальной плоскости; механизмом тонкого перемещения образца в вертикальной плоскости; механизмом ускоренного перемещения и фиксации инструмента; датчиком измерения тангенциальной силы; механизмом вертикального перемещения траверсы. Сущность: используют программу выбора вида исследования и его проведения из возможных нескольких автоматически реализуемых на одном и том же устройстве, как профилографирование-профилометрирование шероховатости образца; оценку микротвердости поверхности образца; оценку энергии активации пластической деформации; трибометрирование; прогнозирование остаточного ресурса; профилографирование-профилометрирование волнистости поверхности образца и осуществляют с помощью устройства выбранное исследование. Технический результат: расширение технических возможностей, упрощение и ускорение операций. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяются гальванические покрытия деталей. Сущность: контролируют качество выполнения гальванических покрытий на деталях путем использования минералов-эталонов твердости. При определении твердости гальванических покрытий на деталях берутся эталоны твердости меньшей твердости, чем на испытуемых гальванических покрытиях деталей. Если эталон твердости не оставляет царапину на поверхности гальванических покрытий деталей, то поверхности детали тверже эталона твердости - значит, гальванические покрытия деталей признаются годными. Если эталон твердости оставил на гальваническом покрытии детали царапину - покрытие признается бракованным и не соответствует твердости гальванического покрытия. Технический результат: возможность определить тип покрытия, контролировать качество выполнения гальванических операций и проверять твердость без нарушения рабочей поверхности детали. 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области безобразцового контроля фактического состояния материалов при эксплуатации. Сущность: на исследуемую поверхность устанавливают переносной склерометр. За одно действие оператора производят три действия переносного склерометра: опускание индентора к испытываемой поверхности, внедрение индентора в поверхностный слой на заданную глубину и царапание материала поверхностного слоя индентором. По характеристикам деформирования рассчитывают энергию активации пластической деформации этого слоя. Перед внедрением индентора базирующий элемент прижимают к исследуемой поверхности, затем базирующий элемент отводят от поверхности и производят царапание поверхностного слоя индентором на заданной глубине так, чтобы царапина проходила через точку касания базирующего элемента с поверхностью и в этой же точке оценивают касательную силу. Склерометр содержит индентор, датчик касательной силы, механизм перемещения индентора, базирующий элемент, обеспечивающий постоянство величины внедрения индентора в исследуемую поверхность. Датчик касательной силы содержит пиковый детектор, а базирующий элемент имеет возможность перемещаться вместе с индентором по дуге. Центры вращения базирующего элемента и индентора совпадают, а расстояния от центра вращения до вершины индентора и опорной части базирующего элемента отличаются на величину, равную требуемой глубине царапания поверхности. Технический результат: расширение технических возможностей и повышение точности получаемых результатов. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения твердости материалов непосредственно в конструкциях. Устройство содержит пружинный привод, приводящий в движение алмазный индентор силой взведенной пружины, с винтом подзаводки и шариковыми подшипниками для крепления ходового винта, опорную пластину с тремя опорами, храповое колесо на пружинном приводе для управления вращением, «ползун» с шариками подшипника для скольжения, ходовой винт с микрорезьбой, собачку храповика с возвратной пружиной, рабочую шпильку, упирающийся концом в упорно-упругую пластину с тензометрами, рабочую гайку с пластиной крепления, индентор в виде конуса с углом в вершине 120°, заднюю стенку привода для крепления рукояти прибора, рукоять, пластину крепления рукояти, головку микрометра, автономный прибор для измерения изменения омического сопротивления тензорезисторов при нагружении. Технический результат - расширение эксплуатационных возможностей устройства для определения твердости материалов непосредственно в элементах конструкции и в деталях машин с криволинейными, ломаными и другими геометрическими поверхностями, расположенными произвольно в пространстве, не вырезая из них заготовок для образцов, при любых температурах, а также уход от дискретности измерения ширины царапины. 6 ил.

Изобретение относится к области механических испытаний материалов и может быть предназначено для выявления неоднородности распределения механических свойств металла в сварном соединении. Сущность: в поверхность металла вдавливают индентор на заданную глубину отпечатка, затем горизонтально перемещают индентор с непрерывной регистрацией усилия царапанья и длины царапины. Вдавливание индентора производят четырехгранной пирамидой в поверхность шлифа сварного соединения, при этом его горизонтальное перемещение и регистрацию диаграммы царапанья продолжают до тех пор, пока царапина не пройдет через все сварное соединение, охватив основной металл, зону термического влияния, линию сплавления и металл шва по обе стороны относительно продольной оси шва. Технический результат: повышение точности, производительности и расширение функциональных возможностей способа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Настоящее изобретение относится к области неразрушающего контроля на прочность металлов в конструкциях. Сущность: с помощью наконечника с алмазом от твердомера Роквелла формируют царапину на поверхности металла, измеряют при этом примененную силу на перемещение наконечника, с учетом тангенциальной составляющей силы трения при образовании царапины. Формируют царапину постоянной глубины 0,2 мм с постоянной скоростью 4 мм/сек, длиной 10-20 мм вдоль силового поля на трех участках для статистики результатов. Измеряют усилия на формирование царапин, находят среднее значение усилия на перемещение резца по всем участкам. На каждом участке резец возвращают в исходное положение и перемещают по этой же царапине вторично, с измерением силы трения и находят среднее значение этой силы, по этим усилиям находят среднее значение предела прочности металла на срез, по значению которого определяют предел прочности металла. Технический результат: повышение точности и расширение области применения способа определения твердости металла методом царапания непосредственно на конструкции, автоматизированный контроль усилия на образование царапины на поверхности металла и непрерывная регистрация результатов испытаний в виде усилия резания металла при образовании царапины индентором. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике. Устройство устанавливают непосредственно на конструкции. Устройство содержит рабочий орган, состоящий из упругого элемента, штока с индентором, в качестве индентора использована квадратная алмазная пирамида с углами между гранями при вершине 136 градусов, измерителя нагрузки, прибора для автономного измерения ширины царапины. Устройство также содержит полый цилиндр, упругий элемент в виде винтовой цилиндрической пружины, степень сжатия которой является мерой нагружения, пару винт-гайка для нагружения пружины, плиту на нижней части устройства с винтами для фиксации устройства на криволинейной поверхности детали, упорный стержень с закаленным острым концом для неподвижного закрепления на детали с помощью кернения, соединенный с цилиндром механизмом винт-гайка для перемещения цилиндра с индентором по поверхности детали и шарнирами, измеритель нагрузки в виде тарированной шкалы. Технический результат: расширение функциональных возможностей. 4 ил.

Изобретение относится к области исследований структурных изменений материалов, в частности полимеров, и может быть использовано для определения структурной анизотропии и анизотропии механических свойств таких полимеров, как полиэтилентерефталат, для послойного изучения напряженно-деформированного состояния изделий из этого полимера, для прогнозирования поведения материала полимера в изделии в зависимости от условий эксплуатации. В качестве исследуемого материала-полимера используют преимущественно предварительно ориентированный полиэтилентерефталат. На поверхность исследуемого изделия наносят царапины режущим инструментом, выполненным из закаленной стали в виде стержня переменного сечения, в котором цилиндрическая форма переходит в коническую. Вершину конуса развальцовывают, полируют и используют кромку развальцованной части как рабочую, режущую часть инструмента. При этом режущий инструмент нагружают в пределах 0,5-1 кг и в процессе царапания дополнительно выявляют структуру полимера на надмолекулярном уровне организации элементов, а также послойно в зоне деформирования, т.е. в царапине. Изучение структуры осуществляют визуально или при помощи оптического микроскопа. Анизотропию структурного состояния фиксируют, исходя из разницы выявленной структурной организации в царапинах, нанесенных в разных направлениях, а также из разницы деформируемости структурных элементов вдоль царапины или в различных царапинах. Оценивают структурную анизотропию количественно на поверхности или по слоям по формуле:

, при Р_с=const,

где А _с - структурная анизотропия полиэтилентерефталата, в %; П₁ - протяженность вдоль оси деформирования структурного элемента в царапине по направлению предварительной ориентации полимера или заданного направления исследования, в мкм; П₂ - протяженность вдоль оси деформирования структурного элемента в царапине, нанесенной в другом направлении, в мкм; Р_с - нагрузка на режущий инструмент в момент нанесения царапины, в г. Технический результат изобретения заключается в возможности исследования анизотропии структурного состояния трудно обрабатываемого полимера - полиэтилентерефталата, обладающего антифрикционными свойствами и стойкого к травителям, расширение возможности способа царапания и послойное исследование структурной организации полимера. 1 табл., 12 ил.

Изобретение относится к механике разрушения материалов. Сущность: производят деформирование поверхностного слоя образцов алмазным индентором. По характеристикам деформирования рассчитывают удельную работу пластической деформации поверхностного слоя и приравнивают ее к величине энергии активации разрушения этого слоя. Количество деформированного материала принимают постоянным, причем за одно действие оператора автоматически производится три действия склерометра: опускание индентора к испытываемой поверхности, внедрение индентора в поверхностный слой на заданную глубину и тангенциальное пропахивание материала поверхностного слоя индентором при постоянной величине его заглубления.

Технический результат: упрощение реализации способа и повышение точности оценки энергии активации. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике. Устройство включает два жестких рычага, опорный столик, в качестве индентора использована квадратная алмазная пирамида с углом между гранями при вершине 136°, фиксаторы. Устройство крепится непосредственно на конструкцию, твердость материала которой определяется и дополнительно содержит упругий элемент, соединяющий два жестких рычага, передающих длинными консолями воздействие от индентора на материал исследуемого объекта, а короткими консолями - перемещение на индикатор часового типа. Нагружающее устройство выполнено в виде винта, измеритель нагрузки - в виде индикатора часового типа. Прибор для измерения ширины царапины является автономным. Технический результат: расширение эксплуатационных возможностей. 4 ил.

Изобретение относится к области измерительных приборов для определения износа, а именно к устройствам для определения характеристик работы царапания. Устройство для определения работы царапания абразивным инструментом поверхности испытуемого образца, содержащее основание со стойкой, маятник, шарнирно закрепленный на стойке, измеритель угла отклонения маятника, узел настройки глубины царапания и электромагнитные фиксаторы маятника, подключенные к электропитанию, отличается тем, что измеритель угла отклонения маятника представляет собой датчик измерения угловых перемещений, установленный на оси маятника. Узел настройки глубины царапания выполнен в виде нагружающего столика, смонтированного на основании с возможностью его вертикального перемещения и поворота вокруг вертикальной оси, с закрепленным на нем трехкомпонентным динамометром, при этом датчик угловых перемещений и трехкомпонентный динамометр подключены к ЭВМ. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства при комплексной оценке эксплуатационных характеристик абразивного инструмента. 4 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследований прокаливаемости сталей и сплавов методом торцевой закалки. Техническим результатом является обеспечение фиксированного положения образца на призматическом столе твердомера по отношению к линии действия нагрузки и точного перемещения его вдоль измерительной поверхности при последовательных испытаниях на твердость от торцевой поверхности образца. Приспособление к твердомерам типа ТК для измерения твердости стандартных образцов после торцевой закалки состоит из стола призматического, механизма прижима, механизма перемещения образца на заданное расстояние, определяемое по масштабной линейке. При этом образец закрепляется таким образом, чтобы его испытательная поверхность располагалась нормально к линии действия нагрузки Р, а торец образца - под индентором. После чего вся сборка устанавливается в твердомер, при этом перемещение образца вдоль измерительной поверхности осуществляется механизмом перемещения. 1 ил.