ОПИС ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ УСТАНОВКИ

Експериментальна установка, на основі якої поставлено дану лабораторну роботу, є результатом студентської дипломної роботи (вик. студ. Майорова Г.Г., наук. керівник, доц. Гуренков М.С.) і має назву пластомір стискування. Загальний вигляд цього приладу і схема компонування основних його вузлів представлені на фотографії (рис. 2) і рис. 3 відповідно.

Рис. 2. Пластомір стискування

(загальний вигляд)

З позначених ілюстрацій витікає, що прилад складається з таких основних вузлів:

- основи, плити і під’ємного механізму (1), на основі яких сконструйовано весь прилад;

- термостата (2) з нагріваючим елементом;

- стакана (3), жорстко закріпленого з рухомим столом. На дні стакана передбачено столик (4), на якому розташовується випробуваний зразок;

- штока (5), нижній диск якого є паралельним поверхні столика, а верхній стикується з рухомим елементом (6) індикатора (7), який реєструє величину деформації (ε) випробувального зразка;

- ричага (8), поєднаного зі штоком (5). Ричаг в купі зі змінним вантажем (9) через шток (5) забезпечує створення необхідного нормального напруження на зразок;

- термопари (10), яка забезпечує вимірювання температури зразка;

- трансформатора (11), за допомогою якого регулюється швидкість нагріву випробуваного зразка;

- рукоятки (12), яка забезпечує швидке зняття вантажу;

- тумблера (14), призначеного для вмикання та вимикання нагрівального елемента (13);

- рукояток (15), за допомогою яких опускається і піднімається стакан (3) зі столиком (4) і зі стиснутим зразком (16);

-
мілівольтметра (17), призначеного для реєстрації показів термопари (10).

Рис. 3. Схема еластоміра стискування

ПРИНЦИП ДІЇ ПРИЛАДУ

Зразок діаметром 11,3 мм розміщується між площинно–паралельними дисками (поверхнью столика 4 і нижнім диском штока 5). Потім через ричаг 8 за допомогою змінних вантажів 9 зразок стискується до тієї конкретної величини, яка вимагається експериментом. Плече ричага забезпечує десятикратне збільшення діючої на зразок сили у порівнянні з силою тяжіння, яка створюється масою вантажу. Стакан 3 в куті зі стиснутим зразком за допомогою рукоятки 15 опускається в термостат 2. Нагрівальний елемент вмикається у мережу за допомогою тумблера 14. Швидкість нагріву зразка, а вона може коливатись від 3–5 град/хв до 25–30 град/хв., забезпечується трансформатором 11. Температура нагріву зразка контролюється термопарою 10 із хромель–копеля через мілівольтметр 17.

Таким чином, за допомогою приладу можна одержати криву залежності деформації від температури при різних швидкостях нагріву і величинах навантаження, тобто виявити термічно–деформаційні можливості матеріалу і співставити їх з конкретними умовами його застосування у процесі експлуатації.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Під час проведення експериментальних вимірювань прилад повинен стояти на горизонтальній жорстко закріпленій поверхні і стакан 3 має бути піднятим доверху. Потім послідовно виконати наступні операції.

1. Рукоятку 12 відвести назад, звільнивши тим самим робочу поверхню столика 4.

2. Покласти зразок 16 на столик 4 таким чином, щоб він не виступав за межі столика.

3. Встановити передбачуваний для даного варіанту випробувань вантаж 9.

4. Рукоятку 12 відвести вперед (на себе), забезпечивши таким чином стискування зразка 16.

5. Рукоятками 15 опустити стакан 3 зі стиснутим зразком у термостат до упора. Стопором 18 зафіксувати це положення.

6. Рухомий елемент 6 (щуп) індикатора 7 опустити на верхній диск штока 5.

7. Виставити стрілку індикатора на «нуль».

8. Ввімкнути прилад у мережу, виставивши регулятором на трансформаторі 11 напругу, яка б забезпечувала потрібну швидкість нагріву. Наприклад, напруга у 21В дає швидкість нагріву 3град/хв., а 33В –15град/хв.

9. Зняти показ деформування зразка (за індикатором 7) в залежності від температури (через термопару з мілівольтметром 17), зафіксувавши (записавши) ці дані (ε мм, Т⁰С).

10. Відключити нагрів тумблером 14.

11. Відтиснути стопор 18. Підняти стакан 3 доверху за допомогою рукояток 15.

12. Повертаючи рукоятку 12 назад (від себе), зняти вантаж з випробовуваного зразка.

13. Очистити поверхні столика 4 і нижнього диска штока 5 керосином або ацетоном.

14. Побудувати криву залежності деформації від температури ε=f(Т).

15. По термодеформаційній кривій ε=f(Т) визначити температурні межі перебування випробовуваного матеріалу в різних фізичних станах і температури його переходу одного з цих станів в інший при застосованих величинах навантаження і швидкості нагріву зразка.

16. Осмислити результати експерименту, зробити певні висновки.

Примітка: При виконанні даної роботи наступною бригадою студентів (за графіком) експеримент проводиться з іншими значеннями величини механічного навантаження і швидкості і нагріву. Після одержання даних кожними трьома бригадами проводиться обмін результатами експерименту і робляться узагальнені висновки.