CZ38920U1 - Komora pro biaxiální mechanické zkoušky s 3D DIC měřením při zvýšených a snížených teplotách - Google Patents

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.

Komora pro biaxiální mechanické zkoušky s 3D DIC měřením při zvýšených a snížených teplotách

Oblast techniky

Navrhované technické řešení spadá do sekce fyzika, konkrétně do oblasti zjišťování mechanických vlastností - biaxiální zkouška při zvýšených a snížených teplotách.

Dosavadní stav techniky

Současným průmyslovým trendem je tvorba tzv. materiálových modelů, které představují matematické popisy chování materiálů při různých podmínkách zatěžování, a to jak při zvýšených, tak i při snížených teplotách, ve specifických prostředích, při různém stavu napjatosti či při rozdílné rychlosti zatěžování.

Principem tvorby materiálových modelů je kalibrace chování materiálů na geometricky jednodušších tělesech, jejichž zkoušení lze provést v laboratorních podmínkách. Na základě výsledků těchto mechanických zkoušek je následně možné materiálový model kalibrovat a aplikovat jej na geometricky nebo materiálově složitější součásti. Tímto způsobem lze s využitím metod konečných prvků predikovat chování reálných komponent vystavených aplikačním podmínkám zatěžování.

Pro potřeby kalibrace těchto modelů, konkrétně pro charakterizaci závislosti mechanických vlastností na teplotě, byla vyvinuta zkušební komora umožňující dosažení jak kryogenních, tak zvýšených teplot při provádění Erichsenova testu, který vytváří biaxiální stav napjatosti. Komora díky integraci transparentního plexiskla umožňuje sledování průběhu deformace pomocí 3D DIC systému, realizovaného dvojicí kamer schopných snímat povrch zkušebního tělesa ve 3D prostoru a analyzovat jeho deformaci během zkoušky. Díky tomu je umožněna komplexnější charakterizace materiálů při tomto typu testu.

Podstata technického řešení

Podstatou technického řešení je komora pro biaxiální mechanické zkoušky s 3D DIC měřením při zvýšených a snížených teplotách, která umožňuje provádění testů v řízeném rozsahu teplot od kryogenních po zvýšené hodnoty. Nízkých teplot je dosaženo přívodem kapalného dusíku, zvýšených teplot pak ohřevem vnitřního prostoru komory topnou spirálou, přičemž skutečná teplota je sledována termočlánky zavedenými technologickým otvorem a regulována PID regulátorem, který dávkuje přívod dusíku či výkon topné spirály. Komora je dále opatřena spodním otvorem pro razník, jímž se provádí zatěžování zkušebního vzorku, a její konstrukce současně umožňuje snímání průběhu deformace vzorku 3D DIC kamerovým systémem.

Objasnění výkresů

Obr. 1 - Průzor do komory pro biaxiální mechanické zkoušky s 3D DIC měřením při zvýšených a snížených teplotách.

Příklad uskutečnění technického řešení

Příklad uskutečnění technického řešení je na Obr. 1. Komora pro biaxiální mechanické zkoušky s 3D DIC měřením při zvýšených a snížených teplotách je tvořena tělem 1 komory, opatřené víkem

- 1 CZ 38920 U1 komory. Ve víku 2 komory je vytvořen průzor 3 pro 3D DIC systém. Vnitřní část těla Ikomory je opatřena polystyrenovou izolací 4, která redukuje tepelný prostup tělem 1 komory. Pro vysokoteplotní režim je instalována topná spirála 6, pro nízkoteplotní režim je vytvořen technologický otvor 8 pro přívod dusíku a termočlánků. Pro oba režimy je instalován ventilátor 7, 5 který homogenizuje teplotní pole uvnitř komory a jehož pohon je realizován externím motorem opatřeným krytováním 5 motoru. Regulace teplotního pole je realizována PID smyčkou na základě termočlánků a akčních členů (topná spirála 6 a přívodem dusíku technologickým otvorem 8 pro přívod dusíku a termočlánků). Pro univerzální přípravky jsou vedeny skrze tělo 1 komory a izolaci 4 technologické otvory 9 pro fixační přípravek zkušebního tělesa a dále technologický otvor 10 pro 10 razník.

Claims (2)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Komora pro biaxiální mechanické zkoušky s 3D DIC měřením při zvýšených a snížených teplotách, vyznačující se tím, že je tvořena tělem (1) komory opatřeným víkem (2) komory, ve 5 kterém je vytvořen průzor (3) pro 3D DIC systém, přičemž vnitřní část těla (1) komory je opatřena izolací (4), na tělo (1) komory je šroubovým spojem připevněna topná spirála (6) pro vysokoteplotní režim a technologický otvor (8) pro přívod dusíku a termočlánků pro nízkoteplotní režim, a vnitřní prostor komory je opatřen ventilátorem (7) s pohonem realizovaným externím motorem opatřeným krytováním (5) motoru pro homogenizaci teplotního pole, přičemž skrze tělo (1) komory a izolaci 10 (4) jsou vedeny technologické otvory (9) pro fixační přípravek zkušebního tělesa a technologický otvor (10) pro razník.

2. Komora pro biaxiální mechanické zkoušky s 3D DIC měřením při zvýšených a snížených teplotách podle nároku 1, vyznačující se tím, že víko (2) komory je opatřeno průzorem (3) pro 3D DIC systém dimenzovaným a umístěným tak, že jeho zorné pole pokrývá celý pracovní prostor 15 určený pro vzorek, přičemž optická osa průzoru (3) pro 3D DIC systém je souosá s osou technologického otvoru (10) pro razník ve spodní části těla (1) komory.