ЖЕСТКОСТЬ РАЗРЫВНОЙ МАШИНЫ. ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСТЕНЗОМЕТРОВ

Испытательные машины, разрывные машины служат для деформирования испытываемых образцов при одновременном измерении силы, перемещений подвижной траверсы или активного захвата, удлинения образца. Такое испытательное оборудование обладает характерными данному классу станков особенностями и отличительными свойствами. Знания особенностей испытательных приборов позволяют избежать некорректности в проведении механических испытаний материалов, и в итоге получить качественные результаты.

В статье остановимся на понятии жесткости испытательной машины и ее влиянии на испытания.

ЧТО ТАКОЕ ЖЕСТКОСТЬ?

В общем смысле, жесткость станка - это физико-механическая характеристика, способность станка сопротивляться деформированию под действием статической или динамической силы.

Более узко, жесткость испытательных машин - это отношение величины приложенной силы при испытаниях материалов к суммарной величине упругой деформации всех нагружающих составных частей испытательной машины.

КОНСТРУКТИВНЫЕ УЗЛЫ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

• силовая рама (неподвижные траверсы, подвижная траверса);
• шарико-винтовая пара (винт и гайка);
• электропривод (редуктор или система редукторов, электродвигатель);
• подшипники;
• шкивы, натяжители и другие элементы;
• захваты и приспособления для испытаний.

Жесткость испытательной машины есть характеристика сопротивляемости машины прикладываемой нагрузке. Жесткость зависит от материала (марки стали) и запаса прочности деталей и компонентов машины. Важно использовать правильные марки стали и закладывать запас прочности не менее 20%. Справедливо, что жесткость испытательной установки достаточно сильно влияет на характер проведения механических испытаний. Это влияние нужно учитывать!

КОСВЕННОЕ И ПРЯМОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ МАТЕРИАЛОВ

Испытательная универсальная или разрывная машина служит для испытаний образцов по стандартным или произвольным методикам. В ходе испытаний определяются показатели прочности и характеристики деформации образцов испытываемых материалов. Деформация образцов может определяться либо косвенно по датчику перемещения подвижной траверсы, либо напрямую с помощью устройств измерений деформации (экстензометров).

Первый способ измерений деформации является менее точным из-за влияния жесткости испытательной машины и захватов. Кроме того, модификации захватов могут иметь конструктивные особенности и оказывать дополнительное влияние на измерение деформации. Например, вариации клиновых захватов. В таких захватах в процессе испытаний происходит смещение зажимных вкладышей по клину. Это нужно для обеспечения самоподжима образца в процессе растяжения. Однако это вносит дополнительную погрешность в расчеты деформации. По этой причине в программном обеспечении испытательной машины должна быть реализована возможность компенсации влияния жесткости и прочих факторов.

• Второй способ измерений деформации подразумевает использование внешних измерителей перемещений (деформаций). Они измеряют удлинение именно рабочей части испытываемых образцов. Никакие сторонние факторы, свойственные косвенным методам измерений, в этом случае на измерения деформации не влияют. Такой способ контроля удлинения образца всегда предпочтителен!

ВАРИАНТЫ РЕШЕНИЙ

• коррекция влияния жесткости на измерения деформации за счет программного обеспечения (компенсационная таблица);
• производство оборудования с достаточным запасом прочности из стали с высоким модулем упругости;
• использование внешних устройств измерений продольной и поперечной деформаций при растяжении, сжатии (оптические и лазерные экстензометры, механические и автоматические экстензометры).