Способ определения модулей упругости третьего порядка материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N3/32 

1

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, а именно к способам определения модулей упругости третьего порядка материалов

Цель изобретения - повьппение точности.

Согласно изобретению в качестве параметра напряженно-деформированного состояния образца выбирают его деформацию, благодаря чему повьшает- ся точность определения модулей упругости третьего порядка материалов за счет учета физической нелинейности их изотермического деформирования

Кроме того, при возбуждении в исследуемом образце поперечных упру- гих волн необходимо, чтобы плоскости их поляризаций были взаимно ортогональны. При этом измеряемые скорости этих волн будут независимыми информативными параметрами деформационного состояния материала образца.

Способ осуществляется следующим образом.

Измеряют плотность р материала образца, возбуждают в образце не менее трех упругих волн с различной поляризацией или направлением распространения при нагружении образца одноосной или всесторонней нагрузкой и без нагрузки, измеряют скорости Vy распространения этих волн, относительную деформацию ё мгу( материала образцу и по измеренным величинам рассчитывают модули упругости CLJ t j щ третъего порядка из соотношения

2.

PVi-j CLJLJi-GuUwim (l)

где Ly i,} - модули упругости второго порядка ненагруженного материала, I - направление распростра-

нения упругой волнн1 j - направление колебаний

частиц в волнеJ L,J,m 1,2,3..

В случае, если две из трех возбуждаемых упругих волн поперечные, необходимо, чтобы плоскости их поляризации были взаимно ортогональны. Пример. В образце гранита, имеющего форму цилиндра с высотой и диаметром 10 см, методом гидростатического взвешивания измеряют

2А45522

плотность материала, которая составляет 2650 кг/м . Затем образец материала исследуют с помощью ультразвуковой установки ДУК-66. В об- 5 разце возбуждают и регистрируют про- дольные и поперечные волны (или, например, продольные и поверхностные), измеряют времена их распространения и по ним рассчитьшают знаг

0 чения скоростей этих волн. Они составляют для продольной волны VP . 3790 м/с, для поперечной Vs 2630 м/с. По значениям скоростей рассчитывают величину модулей упру 5 гости второго порядка ненагруженного материала ( 3,88 10 Па и 1,8740 Па). Затем к образцу приклеивают- две пары тензодатчиков, необходимых для последующего изме20 рения деформаций гранита. Образец помещают между плитами стандартного пресса. Между образцом и каждой из плит устанавливают жесткую матрицу с расположенным внутри датчиком

25 упругих волн. Образец нагружают, измеряя при этом величину деформаций гранита. Величина осевых деформаций составляет (5,) -8440 , поперечнЫхf +13-10 . Затем измеряют ско рость. распространения продольной вол- -ны в образце вдоль оси нагрузки, которая составляет Vp 4780 м/с. В направлении, перпендикулярном оси нагрузки, размещают датчики попереч35 -ных волн и измеряют скорости распространения двух поперечных волн с ортогональными плоскостями поляризации, совпадающей с осью нагрузки и перпендикулярной к ней. Они имеют значения V, 3030 м/с и

2840 м/с. Измеренные величины подставляют в формулу (1) и получают следующие значения модулей упругости третьего порядка:

« C-Ht -3-10 Па; C,i,2 -0,9-10 Па-; ,6-10 Па.

Формула изобретения

1 . Способ определения модулей упругости третьего порядка материалов, по которому измеряют плотность материала образца, возбуждают в образце не менее трех упругих волн с различной поляризацией или направлением их распространения при нагружении образца, и без нагрузки, измеряют скорости распространения этих волн, па3 12445524

раметр напряженно-деформированногосостояния образца измеряют его десостояния образца и по измереннымформацию.

величинам рассчитыпают модули упру-2. Способ по п. 1, отличаюгости третьего порядка, отли-щийся тем, что при возбуждеч а-ю.щ и и с я тем, что, с целью5 нии поперечньрх упругих волн плоскосповышения точности, в качестве пара-ти их поляризации взаимно ортогометра напряженно-деформированногональны.

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов и позволяет повысить точность определения модулей упругости третьего порядка материалов за счет учета физической нелинейности их изотерми- .ческого деформирования. Способ предусматривает измерение плотности ма- . териала образца, возбуждение в обр аз- це не менее трех упругих волн с различной поляризацией или направлением их распространения при нагружении образца и без нагрузки измерение скоростей распространения этих волн и параметра напряженно-деформированного состояния образца и вычисление по измеренным величинам искомых модулей. Согласно изобретению измеряют 1|е напряжение, а деформацию образца. При возбуждении поперечных упругих волн плоскости их поляризации должны быть взаимно ортогональны. 1 з.п. ф-лы. W ISD 41. 4 СЛ СЛ ISD