Способ контроля анизотропии характеристик упругости материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к методам контроля физико-химических характеристик материалов и изделий, и наиболее эффективно может быть использовано для измерения анизотропии ха рактеристик ynpyiocTH материалов ка в лабораторных условиях, так и при пpo ышлeннoм контроле изделий. Известен способ определения анизотропии характеристик упругости об разцоБ материалов, заключающийся в определении измерений резонансных частот образца в разных точках контакта возбуждающего звукопровода с образцом. Величина анизотропии характеристик упругости оценивается по отклонениям резонансных частот от собственной частоты образца (в изотропности материала) С1. Недостатком этого способа являет ся ограничение, накладываемое на фо му и размер образца, что отрицатель но сказывается на производительнооти контроля, Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому результату является способ контроля анизотропии характеристик упругости материалов, заключающийся в том, чт .возбуждают в пробном стержне резонансные упругие колебания, приводят стержень в контакт с исследуемым образцом материала, регистрируют изменения частот резонансных колебаний стержня, по которым определяют контролируемый параметр L2, Недостаток данного способа состо ит в невозможности контроля анр13отр пии свойств материала в направления составляющих угол с поверхностью ма териала,- что ограничивает Функциональные возможности способа. Целью изобретения является рас- ширение функциональных возможностей за счет возможности контроля анизотропии в различных направлениях. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля анизотропии характеристик упругости материалов, заключающемуся в том, что возбуждают в пробном стержне ре зонансные упругие колебания, приводят стержень в контакт с исследуемым образцом материала, регистрирую изменение частот резонансных колебаний стержня, по которым определяют контролируемый параметр, последовательно изменяют угол наклона пробно го стержня к поверхности образца 0-90° и вращают при этом пробный стержень вокруг оси, перпендикулярной к поверхности образца в точке контакта. На фиг, 1 показано устройство, п ясняющее сущность способа контроля анизотропии характеристик упругости материалов;на фиг.2 - схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит пробный стержень 1, на рабочем конце которого закреплен индентор 2 в виде твердого шарика, установленный на поверхности исследуемого образца 3, установленный на пробном стержне 1 излучающий преобразователь 4, соединенный с генератором 5 и частотомером 6, приемный преобразователь 7, установленный на пробном стержне 1 и последовательно соединенный с фильтром 8, усилителем 9, один выход которого соединен с осциллографом 10, а другой выход через блок 11 преобразования частотанапряжение соединен с самописцем 12. Способ осуществляется следующим образом. В пробном стержне 1 с закрепленным на его конце индентором 2 возбуждаются изгибные резонансные колебания с помощью излучающего преобразователя 4, на который поступает сигнал с генератора 5. Частотомером б настраивают пробный стержень на резонанс. Затем приводят в контакт с исследуемым образцом 3 и с помощью приемного тракта, включающего приемный преобразователь, фильтр 8, усилитель 9, осциллограф 10, блок 11 преобразования частота - напряжение, и самописца 12 определяют изменение резонансной частоты колебаний пробного стержня 1, После этого пробный.стержень 1 наклоняют относительно поверхности исследуемого образца 3 под заданным углом 5L и последовательно меняют ориентацию плоскости колебаний, вращая пробный стержень 1 вокруг оси 0-0, перпендикулярной поверхности образца и проходящей через точку контакта пробного стержня i с образцом 3, При этом регистрируют изменения частоты колебаний стержня 1 относительно частоты колебаний свободного стержня 1. Анизотропия характеристик ynpyi-ocти материала, например модуль сдвига в направлениях вдоль образующей конуса (фиг. 1), может быть рассчитана по изменениям резонансной частоты колебаний стержня при различной ориентации плоскости колебаний по формулеG uf. ujuEvij где G и Gj- модули сдвига материала в выбранных направлениях колебаний; и -изменения резонансной частоты колебаний пробного стержня в выбранных .направлениях колебаний. Для определения анизотропии в различных направлениях исследуемого образца заданный угол X. наклона пробного стержня относительно поверхности образца изменяют от О до 90°.

Таким образом, изобретение позволяет проводить измерения анизотропии

характеристик упругости в направлениях, составляющих любой угол с поверхностью образца, имеющего любую форму и размер.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ АНИЗОТРОПИИ ХАРАКТЕРИСТИК .УПРУГОСТИ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что возбуждают в пробном стержне резонансные упругие колебания, приводят стержень в контакт с исследуемыь1 образцом материала, регистрируют изменения частот резонансных колебаний стержня, по которым определяют контролируемый параметр, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, последовательно изменяют угол наклона пробного стержня к поверхности образца 0-90° и вращают при этом пробный стержень вокруг оси, перпендикулярI ной к поверхности образца в точке контакта. (Л с: оо х1 со

(Риг. 2