Устройство для проведения инструментального индентирования с возможностью экспериментального наблюдения области контакта индентора с поверхностью образца в реальном времени
экспериментального наблюдения области контакта индентора с поверхностью образца в реальном времени Устройство для проведения инструментального индентирования
Изобретение относится к устройствам определения упругих свойств материалов путем вдавливания микро- или наноиндентора в поверхность образца на заданную глубину либо под действием заданной силы.
Технический результат, состоящий в расширении технологических возможностей при исследовании упругих деформаций и механических свойств материалов, обеспечивается проникающей способностью рентгеновских лучей, позволяющей визуализировать деформационное состояние материала в объеме без прекращения силового воздействия на индентор и удаления его для анализа отпечатка. Кроме того, за счет небольшого размера введенного специального узла с объектом исследования, благодаря которому удается уменьшить расстояние между рентгеновским источником и приемником, обеспечивается повышение разрешающей способности. Также, использование современных технических решений позволяет с высокой точностью контролировать перемещение индентора и силу, действующую на него в любой момент времени.
Сущность изобретения заключается в том, что устройство для проведения инструментального индентирования с возможностью экспериментального наблюдения области контакта индентора с поверхностью образца в реальном времени, содержащее точечный источник рентгеновского излучения, вращающийся гониометрический столик с блоком крепления образца и блок силового нагружения исследуемого материала, приемник рентгеновского излучения, а также  компьютерный блок обработки и управления, узел, содержащий расположенные соосно отрезок цилиндрической трубки из материала прозрачного для рентгеновских лучей, микроиндентор и устройство линейного перемещения микроиндентора, для крепления введенного специального узла на гониометрическом столике, на верхней плоскости посадочного места, внутри цилиндрической трубки находится блок крепления исследуемого образца,  расстояние между источником и приемником рентгеновского излучения выбирается равным 30 ± 5 мм, а гониометрический столик со специальным узлом располагается по середине между источником и приемником рентгеновского излучения, при этом отрезок цилиндрической трубки выполнен из пластика ULTEM или PEEK, блок силового нагружения выполнен электрическим и состоит из прецизионного электрического актуатора с шагом перемещения менее 25 нм, содержащим прецизионный датчик перемещения, связанный с контроллером, актуатор связан с устройством линейного перемещения индентора, в котором предусмотрено место для установки пьезоактуатора с шагом перемещения менее 1 нм, и жестко закреплен на верхнем торце введенной цилиндрической трубки вне её, а нижний конец трубки соединен резьбовым соединением с блоком крепления образца, содержащим прецизионный датчик силы связанный с микропроцессорным блоком обработки сигналов, контроллер и микропроцессорный блок соеденены физически с компьютерным блоком обработки и управления, а сигналы, обработанные контроллером и микропроцессорным блоком объеденены программно, что дает возможность построения кривой зависимости силы от глубины внедрения индентора в процессе внедрения индентора и разгрузки индентора до, после и во время съемки 3D модели деформационного состояния поверхности материала.
Измерение реальной области контакта индентора с образцом. Экспериментальное определение механических характеристик и упругих модулей материала.
Андрей
Николаев
Леонидович
младший научный сотрудник лаборатории механики биосовместимых материалов Донского государственного технического университета
Отсутствует
Отсутствует
P-5234-2017
57197582345
8183-3370
https://publons.com/researcher/2047787/andrew-a-l-nikolaev/publications/
0000-0003-3491-4575
РОССИЯ
Максим
Минкин
Сергеевич
Начальник управления научных исследований
РОССИЯ
30.19.57
Прочность материалов
02.03.PU
MECHANICS
Андрей
Николаев
Леонидович
РОССИЯ
Иван
Голушко
Юрьевич
РОССИЯ
Евгений
Садырин
Валерьевич
РОССИЯ
Дмитрий
Назаренко
Владимирович
РОССИЯ
Сергей
Айзикович
Михайлович
РОССИЯ
Минобрнауки России
Министерство образования и науки Российской Федерации
1047796287440
Организация
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральные государственные казенные учреждения
Донской государственный технический университет; ДГТУ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет"
1026103727847
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения