APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA MEDIR LA DEFORMACIÓN EN UN ENSAYO DE TRACCIÓN.
Aparato para medir la deformación por tracción de una probeta,
que comprende: un brazo articulado configurado para fijarse a una máquina de ensayo, donde dicho brazo articulado comprende al menos dos tramos rígidos (1, 2), y medios de anclaje (8); una guía (10) montada en un extremo del segundo tramo (2) del brazo articulado.
Sobre dicha guía (10) están montados dos bastidores (11, 12) en forma de "U", donde cada uno de dichos bastidores (11, 12) porta un sensor óptico respectivo (15, 13), cada uno de los cuales (15, 13) tiene capacidad para desplazarse a lo largo de dicha guía (10); donde en el interior de la "U" de dichos soportes (11, 12) se aloja una probeta (17), incluyendo dos objetivos (16, 14) fijables a dicha probeta (17), estando dichos objetivos (16, 14) configurados para mediar la deformación de dicha probeta (17) mediante la medición por parte de dichos sensores ópticos (15, 13) del desplazamiento de dichos objetivos (16, 14).
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100377.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE CANTABRIA.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: POLANCO MADRAZO,JUAN ANTONIO, CARRASCAL VAQUERO,ISIDRO ALFONSO, CASADO DEL PRADO,JOSE ANTONIO.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- G01B11/16 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01B MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES ANALOGAS; MEDIDA DE ANGULOS; MEDIDA DE AREAS; MEDIDA DE IRREGULARIDADES DE SUPERFICIES O CONTORNOS. › G01B 11/00 Disposiciones de medida caracterizadas por la utilización de medios ópticos (instrumentos de los tipos cubiertos por el grupo G01B 9/00 en sí G01B 9/00). › para la medida de la deformación de un sólido, p. ej. galga extensiométrica óptica.
- G01N3/08 G01 […] › G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 3/00 Investigación de las propiedades mecánicas de los materiales sólidos por aplicación de una incitación mecánica. › por aplicación de esfuerzos permanentes de tracción o de compresión (G01N 3/28 tiene prioridad).
Fragmento de la descripción:
Aparato y procedimiento para medir la deformación en un ensayo de tracción.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a los procedimientos y equipos (aparatos o extensómetros) para medir la deformación en un ensayo de tracción.
Antecedentes de la invención
Para la medición de la deformación de una probeta sometida a tracción suelen utilizarse actualmente extensómetros que pueden agruparse en cuatro tipos:
1. Extensometría de contacto de carácter resistivo. Su funcionamiento se basa en el empleo de bandas extensométricas. Los principales inconvenientes son los que se relacionan a continuación:
2. Extensometría de contacto de carácter inductivo. Su funcionamiento se basa en el empleo de comparadores LVDT. Los principales inconvenientes son los que se relacionan a continuación:
3. Vídeo-extensómetro: extensometría en base a imágenes con una o varias cámaras fijas o móviles. Los principales inconvenientes son los que se relacionan a continuación:
4. Extensómetro láser: extensometría basada en el empleo de láseres de reflexión. Los principales inconvenientes son los que se relacionan a continuación:
La patente española ES 2324696 B2 describe un aparato y un procedimiento para medir la deformación en un ensayo de tracción en una probeta. El aparato está formado por un brazo articulado, en uno de cuyos extremos se encuentra una guía sobre la que se montan dos sensores láser, con capacidad de desplazarse a lo largo de la guía.
Sin embargo, el aparato descrito en ES 2324696 B2 presentan los inconvenientes de que: los sensores láser se colocan relativamente cerca de la probeta, por lo que pueden sufrir algún daño físico en caso de rotura accidental; no puede medir la deformación en probetas sumergidas en un líquido; no puede medir la deformación a temperaturas elevadas; su empleo con probetas de pequeño tamaño es engorroso.
Resumen de la invención
La presente invención trata de resolver los inconvenientes mencionados anteriormente mediante un procedimiento y aparato que permiten determinar la deformación en ensayos de tracción uniaxial, en los que la medida se realiza sin contacto con la probeta, de modo que pueden prevenirse posibles daños sobre el equipo en la rotura de la misma.
Concretamente, en un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para medir la deformación por tracción de una probeta, que comprende: un brazo articulado configurado para fijarse a una máquina de ensayo, donde dicho brazo articulado comprende al menos dos tramos rígidos relacionados mediante un eje de articulación intermedia, y medios de anclaje conectados a un extremo de un primer tramo del brazo articulado y configurados para actuar como medio de fijación del brazo articulado a un pilar de la máquina de ensayo; una guía montada en un extremo del segundo tramo del brazo articulado. Sobre la guía están montados dos bastidores en forma de "U" que están situados paralelos entre sí y perpendiculares a la guía. Cada uno de los bastidores porta un sensor óptico respectivo, cada uno de los cuales tiene capacidad para desplazarse a lo largo de la guía mediante el desplazamiento del soporte respectivo; en el interior de la "U" de los soportes se aloja una probeta cuyo eje coincide con el de la guía, incluyendo dos objetivos fijables a dicha probeta en dos puntos de la misma. Estos objetivos están configurados para mediar la deformación de la probeta mediante la medición por parte de los sensores ópticos del desplazamiento de los objetivos.
En una realización preferente, los dos sensores ópticos son dos micrómetros ópticos digitales. En este caso, cada micrómetro óptico digital comprende preferentemente un transmisor configurado para emitir un haz de luz y un receptor configurado para recibir dicho haz de luz y para, cuando dicho objetivo se interpone en la trayectoria de dicho haz de luz y genera una sombra en dicho haz, detectar dicha sombra y traducirla a un desplazamiento de dicho objetivo.
Alternativamente, los dos sensores ópticos son dos micrómetros láser.
Preferentemente, los dos objetivos se fijan a dicha probeta mediante gomas elásticas.
Preferentemente, cada uno de dichos dos objetivos está formado por un elemento alargado. En este caso, preferentemente los elementos alargados tienen forma cilíndrica.
En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para medir la deformación en un ensayo de tracción mediante un extensómetro. El procedimiento comprende las siguientes etapas:
a) señalizar dos puntos Pp y Pa en una probeta, separados a los largo de la misma una distancia L0 por medio de sendos objetivos cilíndricos de diámetro
b) calcular mediante sensores ópticos como los descritos anteriormente la distancia L0, mediante la expresión:
Reivindicaciones:
1. Aparato para medir la deformación por tracción de una probeta, que comprende:
- un brazo articulado configurado para fijarse a una máquina de ensayo, donde dicho brazo articulado comprende al menos dos tramos rígidos (1, 2) relacionados mediante un eje de articulación intermedia (3), y medios de anclaje (8) conectados a un extremo de un primer tramo (1) del brazo articulado y configurados para actuar como medio de fijación del brazo articulado a un pilar de la máquina de ensayo;
- una guía (10) montada en un extremo del segundo tramo (2) del brazo articulado;
estando el aparato caracterizado por que
sobre dicha guía (10) están montados dos bastidores (11, 12) en forma de "U", donde dichos dos bastidores (11, 12) están situados paralelos entre sí y perpendiculares a dicha guía (10), donde cada uno de dichos bastidores (11, 12) porta un sensor óptico respectivo (15, 13), cada uno de los cuales (15, 13) tiene capacidad para desplazarse a lo largo de dicha guía (10) mediante el desplazamiento del soporte respectivo (11, 12); donde en el interior de la "U" de dichos soportes (11, 12) se aloja una probeta (17) cuyo eje coincide con el de dicha guía (10), incluyendo dos objetivos (16, 14) fijables a dicha probeta (17) en dos puntos de la misma, estando dichos objetivos (16, 14) configurados para mediar la deformación de dicha probeta (17) mediante la medición por parte de dichos sensores ópticos (15, 13) del desplazamiento de dichos objetivos (16, 14).
2. El aparato de la reivindicación 1, donde dichos sensores ópticos (13, 15) son dos micrómetros ópticos digitales.
3. El aparato de la reivindicación 2, donde cada micrómetro óptico digital (13, 15) comprende un transmisor (13', 15') configurado para emitir un haz de luz y un receptor (13'', 15'') configurado para recibir dicho haz de luz y para, cuando dicho objetivo (14, 16) se interpone en la trayectoria de dicho haz de luz y genera una sombra en dicho haz, detectar dicha sombra y traducirla a un desplazamiento de dicho objetivo (14, 16).
4. El aparato de la reivindicación 1, donde dichos sensores ópticos (13, 15) son dos micrómetros láser.
5. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dichos dos objetivos (14, 16) se fijan a dicha probeta (17) mediante gomas elásticas (21).
6. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada uno de dichos dos objetivos (14, 16) están formados por un elemento alargado.
7. El aparato de la reivindicación 6, donde dichos elementos alargados tienen forma cilíndrica.
8. Procedimiento para medir la deformación en un ensayo de tracción mediante un extensómetro, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
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