Колебательная система крутильного маятника для определения вязкоупругих свойств материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N3/32 

2. Колебательная система по п. отличающаяся тем, что механизм поворота выполнен в виде червячной передачи, снабженной стопором червячного колеса, а последнее установлено на станине в подшипнике качения,

1. КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА КРУТИЛЬНОГО МАЯТНИКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ по авт.св. № 1045070, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности измерений в широком интервале температур, она снабжена установленным на станине механизмом фиксируемого поворота направляющих качения вокруг оси заткимов. g

Изобретение относится к механичес ким испытаниям материалов, в частнос ти к устройствам для определения вяз коупругих свойств материалов, а имен но к колебательным системам крутильных .маятников. По основному авт.св. № 1045070 из вестна колебательная система крутиль ного маятника для определения вязкоупругих свойств материалов, содержащая станину, верхний зажим образца исследуемого материала, связанный с ним противовес, нижний зажим образца инерционную деталь, рамку, соединенную с инерционной деталью, торсион, соединенный с инерционной деталью и рамкой, средства натяжения торсиона и направляющие качения с выборкой зазора, расположенные на верхней час ти станины, в которых установлен верхний зажим, выполненный с плоскими поверхностями контакта с направляющими причем рамка соединена с нижним зажимом, нижний конец торсиона - с нижней частью станины, а верх НИИ - со средней частью станины, выполненной в виде консоли, входящей в рамку, соединение рамки с инерцион ной деталью осуществлено с помощью переходного зажима, а направляющие качения выполнены в виде трех ролико два из которых контактируют с одной гранью зажима, а ось третьего ролика, контактирующесо с противоположной гранью зажима, установлена на пружине, служащей для выборки зазоров в направляющихCl . Известная колебательная система крутильного маятника не обеспечивает высокую точность определения вязкоупругих свойств материалов в широком интервале температур из-за закру чивания образца вокруг оси зажимов за счет температурного перераспределения внутренних напряжений в материале . Целью изобретения является повьшение точности измерений в широком интервале температур. Поставленная цель достигается тем, что колебательная система крутильного маятника для определения вязкоупругих свойств материалов снабжена установленными на станине механизмом фиксируемого поворота направляющих качения вокруг оси зажимов. Механизм поворота может быть выдюлнен в виде червячной передачи, снабженной стопором червячного колеса, а последнее установлено на станине в подшипнике качения. Наличие механизма фиксируемого поворота направляющих качения вокруг оси зажимов позволяет определять вязкоупругие свойства материалов в отсутствие сдвиговых напряжений при температурном закручивании образца, что приводит к увеличению точности измерений. На чертеже представлена схема колебательной системы крутильного маятника для определения вязкоупругих свойств материалов. Колебательная система содержит станину 1, верхний зажим 2 образца 3 исследуемого материала, связанный с ним противовес 4, нижний зажим 5 образца 3, инерционную деталь 6, рамку 7, соединенную с инерционной деталью 6, торсион 8, соединенный с инерционной деталью 6 и рамкой 7, средства натяжения торсиона (не показаны) и направляющие 9 качения с выборкой зазора, расположенные в верхней части станины 1, в которых установлен верхний зажим 2, выполненный с плоскими поверхностями контакта с направляющими 9, причем рамка 7 соединена с нижним зажимом 5, нижний конец торсиона 8 - с ниткней частью станины 1, а верхний - со средней частью 10 станины 1, вьтолненной в виде консоли, входящей в рамку 7, а соединение рамки 7 с инерционной деталью 6 осуществлено с помощью переходного зажима 11. Направляющие 9 качения выполнены в виде трех роликов, два из которых контактируют с одной гранью зажима 2, а ось треть его ролика, контактирующего с проти,воположной гранью зажима 2, установлена на пружине 12, служащей для выборки зазоров в направляющих 9. На станине 1 установлен механизм фиксируемого поворота направляющих 9 качения вокруг оси зажимов 2 и 5, выполненный в виде червячной передачи, снабженной стопором 13 червячного колеса 14, которое установлено на станине 1 в подшипнике 15 качения. Колебательная система крутильного маятника для определения вязкоупругих свойств материалов работает следующим образом. До закрепления образца 3 в зажимах 2 и 5 инерционная деталь 6, рамка 7 и зажим 5, закрепленные на растянутом торсионе 8, совершают свобод ные затухающие колебания около состояния покоя. Луч света от источника (например, лазера) (не показан) направляется на отражатель (не показан закрепленный на зажиме 5, при этом отраженный луч попадает на шкалу (не показана), местоположение KOtoporo фиксируется. Состояние покоя отражен ного луча на шкале характеризует механический нуль торсиона 8. Затем образец 3 закрепляется в зажимах 2 и 5, возбуждаются колебания и производится измерение вязкоупругих свойств. Так как испытания материало проводятся в широком интервале температур, то при повышении или понижении температуры образца 3 происходит не только уллинение или укорачивание образца 3, что компенсируется противовесом 4, но и-закручивание образца 3 вокруг своей оси на некоторый угол (за счет перераспределения внутренних напряжений в материале) относительно зажима 2. При этом механический нуль нарушается, что видно по смещению отраженного луча с зафиксированной точки на шкале. В данном случае образец 3 оказывается в напряженном состоя;1ии и колебания будут совершаться вокруг ложного нуля. Разгрузка образца 3 осуществляется с помощью механизма фиксируемого поворота направляющих 9 качения вокруг оси зажимов 2 и 5. Поворачивая с помощью механизма поворота вокруг своей оси зажим 2, разгружают образец 3, возвращая отраженный луч и колебательную систему в первоначальное состояние покоя, после чего фиксируют стопором 13 червячное колесо 14.. Затем производится измерение вязкоупругих свойств исследуемого образца. Использование изобретения позволит повысить точность определения вязкоупругих свойств материалов в широком интервале температур в результате устранения погрешности, связанной с закручиванием образца вокруг своей оси за счет перераспределения внутренних напряжений в материале исследуемого образца.