СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИИ МАТЕРИАЛА Российский патент 1994 года по МПК G01N3/00 G01B11/16 

Изобретение относится к оптическим способам измерения деформаций в области исследования механических свойств материалов, в частности инструментальных сталей и твердых сплавов.

Известен способ исследования механических свойств материалов сжатием, в котором деформируют образец между опорными плитами пресса, измеряют силы нагружения, а также контактным методом продольные и поперечные деформации образца [1].

Наиболее близким техническим решением является способ исследования деформации материала, заключающийся в том, что одну из исследуемых граней образца полируют, деформируют образец в приспособлении для нагружения, освещают полированную грань образца пучком когерентного монохроматического излучения, формируют интерференционные картины и по этим картинам определяют деформации материала [2].

Недостатком известного способа является сложность обработки результатов измерений для определения упругих постоянных.

Цель изобретения - упрощение способа при определении упругих постоянных малопластичных материалов.

Это достигается тем, что одну из исследуемых граней образца полируют, устанавливают образец между подвижной и неподвижной плитами пресса. При этом устанавливают зеркало на поверхности подвижной плиты пресса, обращенной к неподвижной плите. Освещают указанные зеркало и полированную грань образца пучком когерентного монохроматического излучения. Формируют интерференционные картины посредством двух двуплечих интерферометров, в рабочих плечах которых располагают соответственно зеркало на подвижной плите пресса и зеркальную поверхность образца. По полученным интерференционным картинам определяют деформации материала, а модуль упругости Е и коэффициент Пуассона μ определяют по формулам:
E = ; μ = · , где Р - сила нагружения; n и m - числа считанных интерференционных линий на соответствующих интерферометрах; а - толщина образца в направлении, перпендикулярном полированной грани; l и b - длина и ширина образца соответственно; λ - длина волны источника излучения.

При этом в качестве зеркала может быть использована полированная поверхность подвижной плиты.

Предлагаемый способ исследования деформации материала отличается от известного тем, что исследования проводят на прессе, устанавливают зеркало на поверхности подвижной плиты пресса, обращенной к неподвижной плите, формирование интерференционных картин осуществляют посредством двух двуплечих интерферометров, в рабочих плечах которых располагают соответственно зеркало на подвижной плите пресса и зеркальную поверхность образца, а модуль упругости Е и коэффициент Пуассона определяют по формулам
E = ; μ = ·
В качестве зеркала может быть использована полированная поверхность подвижной плиты.

На чертеже представлена оптико-механическая схема, реализующая изобретение.

Способ осуществляется следующим образом.

Испытуемый образец 1 в виде прямоугольного параллелепипеда с полированной до зеркального отражения исследуемой гранью 2 деформируют в приспособлении для нагружения, которое выполнено в виде пресса с подвижной 3 и неподвижной 4 плитами. Устанавливают зеркало 5 на поверхности 6 подвижной плиты 3 пресса, обращенной к неподвижной плите 4. Освещают зеркало 5 и полированную грань 2 образца 1 пучком когерентного монохроматического излучения лазера 7. Формируют интерференционные картины посредством двуплечих интерферометров 8 и 9, в рабочих плечах которых располагают соответственно зеркало 5 и зеркальную поверхность 2 образца 1. В процессе испытания измеряют силу нагружения Р и ведут счет чисел интерференционных линий с помощью фотоприемников 10 и 11 и электронной схемы 12 обработки, а модуль упругости Е и коэффициент Пуассона μ определяют по формулам
E = ; μ = ·
При этом в качестве зеркала 5 используют полированную поверхность 6 подвижной плиты 3.

Изобретение касается исследований механических свойств материалов и позволяет упростить способ при определении упругих постоянных малопластичных материалов. Испытуемый образец 1 с полированной гранью 2 деформируют в приспособлении для нагружения, которое выполнено в виде пресса с подвижной 3 и неподвижной 4 плитами. На поверхности 6 подвижной плиты 3, обращенной к неподвижной плите 4, устанавливают зеркало 5. Освещают зеркало 5 и полированную грань 2 образца 1 пучком излучения лазера 7. Формируют интерференционные картины посредством двуплечевых интерферометров 8 и 9, в рабочих плечах которых располагают соответственно зеркало 5 и зеркально - полированную грань 2 образца 1. Регистрируют деформации и определяют модули упругости и коэффициента Пуассона путем счета чисел интерференционных линий. при этом в качестве зеркала 5 используют полированную поверхность 6 подвижной плиты 3. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИИ МАТЕРИАЛА, по которому одну из исследуемых граней образца полируют, деформируют образец в приспособлении для нагружения, освещают полированную грань образца пучком когерентного монохроматического излучения, формируют интерференционные картины и по этим картинам определяют деформации материала, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при определении упругих постоянных малопластичных материалов, испытуемых на прессе, устанавливают зеркало на поверхности подвижной плиты пресса, обращенной к неподвижной плите, формирование интерференционных картин осуществляют посредством двуплечих интерферометров, в рабочих плечах которых располагают соответственно зеркало на подвижной плите пресса и зеркальную поверхность образца, а модуль упругости E и коэффициент Пуассона μ определяют по формулам
E = ; μ = · ,
где P - сила нагружения;
n и m - числа считанных интерференционных линий на соответствующих интерферометрах;
a - толщина образца в направлении, перпендикулярном полированной грани;
l и b - длина и ширина образца соответственно;
λ - длина волны источника излучения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве зеркала используют полированную поверхность подвижной плиты.