Измерение прочности на сжатие и модуля упругости
Сущность метода заключается в измерении изменения высоты образца в процессе его нагружения при определенной температуре испытания, построении зависимости относительного изменения высоты от напряжения сжатия, определении предела прочности как отношения максимальной нагрузки к исходной площади поперечного сечения образца и модуля упругости как отношения разности механического напряжения к разнице деформаций на прямолинейном участке кривой.
Определение прочности на сжатие и модуля упругости проводится на измерительной установке, входящей в состав комплекса ИК-4, разработанного специалистами центра.
Установка позволяет определять прочность на сжатие и модуль упругости формованных материалов и набивных масс. Схема установки приведена на рисунке 1.
Диапазон измерения E (20÷20000) МПа
Диапазон измерения Ϭ (0÷80) МПа
Температура испытания 20÷950 ºС
Суммарная погрешность, включающая методическую погрешность и погрешность средств измерения, при уровне доверительной вероятности Р= 0,95 в соответствии с МИ 1317-86 ГСИ и РД50-453-84 не превышает ± 5 %.
Размеры образца: диаметр 40 мм; высота 50 мм.
Схема установки
рисунок 1.
В комплект установки входит:
1. шкаф управления;
2. приспособление для измерения модуля упругости и коэффициента прочности на сжатие;
3. компьютер;
4. печатное устройство (принтер);
5. программное обеспечение.
Система автоматического управления
Температура в процессе нагрева образца измеряется хромель-алюмелевым термоэлектрическим преобразователем с помощью регулятора и передается в компьютер. Система управления имеет как прямую, так и обратную связь между приборами и компьютером, в связи с этим настройку регуляторов можно осуществлять непосредственно с компьютера.
Изменение высоты образца в процессе его нагружения испытательной машины измеряется датчиком линейного перемещения. При этом электрический сигнал, пропорциональный изменению высоты образца поступает с датчика на регулятор, а от них через интерфейсную цепь в компьютер. Компьютерная программа пересчитывает изменение электрического сигнала датчика в относительное удлинение образца. Величина приложенной нагрузки измеряется датчиком нагрузки испытательной машины (пресса) и в виде изменения электрического сигнала датчика, пропорционального приложенной нагрузке, передается на регулятор, а от него через интерфейс в компьютер.
Компьютерная программа автоматически обрабатывает полученные данные, строит график в координатах деформация (%) – напряжение сжатия (МПа) на экране монитора в процессе измерений, рассчитывает значение модуля упругости и предела прочности и выводит их на экран монитора. Результаты измерения записываются в файл, которые могут быть обработаны и представлены в необходимой форме с помощью программы Microsoft® Excel, рисунок 2.
рисунок 2.
На рисунке 3 и 4 показаны зависимости предела прочности и модуля упругости материала от температуры испытания.
рисунок 3.
рисунок 4.