Устройство для определения модуля упругости материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения мода ля упру гости образцов материалов без их разрушения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлено устройство для определения модуля упругости материалов, разрез.

Устройство для определения модуля упругости материалов содержит кольцеобразный корпус 1, расположенную внутри корпуса перемычку 2, выполненную за одно целое с корпусом 1 и установленные в корпусе возбудитель 3 и приемник А колеба ний перемычки 2, несущий стержень 5, установленный в корпусе 1 параллельно перемычке 2, захват 6, выполненный за одно целое с корпусом Г в вдде двух консолей 7 и 8 и прижимного винта 9, установленного в одной из консолей с возможностью упругого закрепления образца 0 контролируемого материала В несущем стержне 5 показан пропил 1 глубина которого определяет чувствительность устройства.

Устройство работает следующим образом.

Образец 0 материала крепится винтом 9 в захвате 6 без внесения пластических деформаций и устанавливается в термостате на отожженой плите (не показаны).

С помощью возбудителя 3 перемычку 2 приводят в состояние изгибньгх колебаний на одной из собственных частот. Колебания перемычки принимают приемником 4 и по его сигналу судят ,. о периоде (частоте) собственных колебаний перемычки.Указанные измерения проводят при нескольк1-гх значениях температуры на образце материала с известными свойствами (на эталонном образце) и на исследуемом образ це материала.

Модуль упругости Е исследуемого образца материала определяют по формуле

Е Е,

Кэ

Eg - модуль упругости эталонного образца;

и Kg- тангенс угла наклона зависимости периода собственных колебаний перемычки 2

0

5

0

5

0

устройства соответственно для исследуемого и эталонного образцов материала. Элементы устройства (эталонный и исследуемый образцы) подвергают стабилизирующему отжигу для полного снятия неупругих внутренних напряжений, что упорядочивает структуру материалов и позволяет уменьшить погрешность измерения модуля упругости.

Определение параметров режима стабили гшрующе го отжига для снятия неупругих внутренних напряжений производится следующим образом.

Берут несколько образцов из исследуемого материала и измеряют соответствующие им частоты собственных колебаний. Термообрабатывают их при постоян;ных параметрах режима (ско рость нагрева и охлаждения и время выдержки) и одном переменном - температуре нагрева. Повторно измеряют частоты собственных колебаний каждого образца. Вычисляют приращение частоты каждой заготовки и строят -зависимость приращения частоты от переменного параметра режима - температуры нагрева. Максимальное приращение частоты при минимальной температуре определяет искомый режим термообработки. При этом необходимо также ог- раничить скорость охлаждения образцов, которая подбирается опытным путем так , чтобы исключить образование новьж внутренних напряжений.

Пример. Определяли модуль упругости кварца параллельно оси Z. Исходные данные: эталон --стабилизированный образец с известными кристаллографическими осями координат и упругости Е 0,77--10 .кгс/мм перпендикулярно оси Z. С помощью предлагаемого устройства получено К О,25 и Kg 0,32. Искомое значение модуля упругости образца парал- лел1.но оси Z согласно приведенной формулы равно

Е 0,77 О, 99 :

10

О

- Oj,32 0,25

кгс/мм ,

Использование изобретения обеспечивает расширение функциональных возможностей, так как позволяет определять модуль упругости образцов материала вдоль различных направлений

и в элементах конструкций без их разрушения.

Формула изобретения

Устройство для определения модуля упругости материалов, содержащее кольцеобразный корпус, расположенную внутри корпуса перемычку, выполненную за одно целое с корпусом, и установленные в корпусе возбудитель и

31457

приемник колебаний перемычки, отличающееся тем, что, с /целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено несущим 5 стержнем, установленным в корпусе параллельно перемычке, захватом, выполненным за одно целое с корпусом в виледвух консолей и.прижимного винта, установленного водной из консолей своз- 10 можностью упругого закрепления образца контролируемого материала.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения модуля упругости образцов материала вдоль различных направлений. Устройство содержит электромеханический виброизмерительный стержень, упруго связанный с контролируемым,образцом. Измеряют период колебаний стержня при нескольких значениях температуры, О модуле упругости судят по тангенсу угла наклона измерений величины и соответствующей величине для эталонного образца. 1 ил.

7.

Редактор А.Гулько

Составитель Г.Максимочкин Техред Л.Олейник

Заказ 2560/50 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор.А.Ференц