Deformační stroj

Zdeněk Drozd, KDF MFF UK, Ke Karlovu 3, 121 16 Praha 2

Jak vypadá a pracuje deformační stroj? Jeho schéma vidíte na obrázku dole.

Je tvořen pevným masivním rámem (a), v němž se pohybuje tzv. příčník (b). Příčník se může pohybovat nahoru, nebo dolů předem nastavenou rychlostí. Ta může být velmi malá, např. 0,05 mm/min. Nebo naopak poměrně velká, ale to záleží na konkrétním typu stroje. V horní části rámu je citlivý siloměr (říká se mu také napěťová cela). K napěťové cele a k příčníku jsou upevněny speciální úchyty (d), do nichž se vkládá vzorek deformovaného materiálu (e). Ten mívá tvar válečku nebo ploché destičky se speciálně opracovanými (rozšířenými) konci, aby v úchytech dobře držel. Vzorek i s úchyty může být uzavřen do pece (c), v níž je možné nastavit teplotu (v laboratoři mechanických vlastností na MFF UK používáme teploty do 1000°C) a lze ji naplnit ochrannou atmosférou (argonem). Stroj může vzorek natahovat (ale také stlačovat) velkou silou. Deformační stroje v naší laboratoři dokážou vyvinout sílu až 200 000 N (jako by na vzorku bylo zavěšeno závaží o hmotnosti 20 tun). Pro představu – běžný osobní automobil má hmotnost okolo 1 tuny. Napěťová cela dokáže i při tak velkém zatížení měřit sílu, která na vzorek působí s přesností zlomků newtonů. Stroj proto může sloužit stejně dobře ke zkoumání deformace tenkého vlákna jako ocelové tyčky. Ilustrační fotografie jednoho ze strojů v laboratoři na MFF UK je na přiloženém obrázku. Vlevo je stroj se zavřenou pecí (tato konkrétně je použitelná do 340°C), pod ní je vidět příčník, nahoře na rámu je napěťová cela. Vpravo je vidět skříňka s ovládacími prvky. V ní je ukryta elektronika, která řídí práci stroje. Všechny naměřené hodnoty jsou zaznamenávány počítačem (ten na fotografii není vidět). Stroj, který vidíte na této fotografii, dokáže vyvinout sílu odpovídající zatížení 10 tunami.