Способ определения модуля упругости материала при повышенных температурах Советский патент 1987 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов а именно к способам определения модуля упругости материалов при повышенных температурах.

Целью изобретения является снижение трудоемкости.

Сущность изобретения заключается в определении коэффициента температурного расширения непосредственно на испытуемом образце путем измерения и зменения расстояния между узлами изгибных колебаний образца. Благодаря этому исключаются трудозатраты на изготовление специальных образцов для определения коэффициента температурного расширения на дилатометре. Определение коэффициента температурного расширения производится одновременно с измерением собственной частоты колебаний исследуемого образца, вследствие чего исключаются дополнительные затраты труда и времени на проведение дилатометрических измерений.

На фиг.1 изображена схема испытаний по предлагаемому способу; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Определение модуля упругости по предлагаемому способу производится резонансным методом по собственной частоте изгибных колебаний с учетом коэффициента температурного расширения .образца. Стержневой образец 1 подвешивается на тонких нитях к возбудителю датчика колебаний (не показаны) .

На образце 1 в узлах 2 его изгиб- Hfcpix колебаний закрепляют концы одних участков двух изогнутых под прямым углом стержней 3, вторые участки которых направлены навстречу друг другу. Плоскость расположения осей стержней совпадает с плоскостью, в которой возбуждаются изгибные колебания образца 1. Последний со стержнями 3 размещают в нагревательном устройстве 5 таким образом, чтобы вторые .участки 4 стержней 3 быпи выведены из нагревательного устройства 5. Конец участка 3 каящого из стержней соединяют с образцом в двух диаметрально противоположных точках, лежащих в нейтральной плоскости образца.

Определение модуля упругости по предлагаемому способу производится . следующим образом.

Образец нагревают до заданной температуры. После этого возбуждают изгибные колебания образца 1 и измеряют собственную частоту изгибных колебаНИИ. Одновременно с помощью микроскопа измеряют изменение расстояния между концами участков 4 стержней и по нему определяют коэффициент теплового расширения. При указанном измерении метками могут служить риски, нанесенные вблизи торцов стержней, либо сами торцы.

Пример. Определяли модуль упругости латуни в интервале температур лТ 20-720 0. Для этого использовали цилиндрический образец диаметром d 8 мм, длиной 1 200мм. В узлах колебаний, расположенных йа расстоянии 0,2241 от концов образца, к образцу прикрепляли зачекаикой два изогнутых стержня диаметром 1 мм. Метками служили торцы стержней, расстояние между которыми измеряли по шкале микроскопа МПВ-1 с ценой деления 2,5 мкм. По изменению этого расстояния при нагреве образца определяли коэффициент d температурного рас-- ширения. По измеренной частоте f собственных изгибных колебаний и коэффициенту d рассчитывали модуль Е упругости по формуле

35

40

Е 1,6388 .lo-«ф : ™|-J y-f

1-, .

где Р - вес образца,

а остальные обозначения приведены

выше.

Формула изобретения

1. Способ определения модуля уп ругости материала при повышенных температурах, заключающийся в том, что

исследуемый образец подвешивают в узлах колебаний на нИтях внутри нагревательного устройства, нагревают образец, возбуждают в нем изгибные колебания, измеряют собственную частоту изгибных колебаний образца, а по ней с учетом коэффициента температурного расширения материала образца рассчитывают модуль упругости материала при температуре испытаний,

отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, коэффициент температурного расширения материала определяют на испытуемом образце одновременно с измерением соб31

ственной частоты путем измерения изменения расстояния между узлами колебаний.

2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что для измерения изменения расстояния между узлами колебаний к образцу в узлах колебаний присоединяют два изогнутых под прямым углом стержня, которые располагают в плоскости изгибных колефиъ. J Вид А

207024

баний образца, при зтом конец одного участка каждого из стержней соединяют с образцом в двух диаметрально противоположных точках, лежащих в е нейтральной плоскости образца, а вторые участки стержней размещают вне нагревательного устройства навстречу друг другу и измеряют изменение расстояния между концами вторых участков 10 стержней.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств 1материа- лов, а именно к способам определения модуля упругости при повышенных температурах. Целью изобретения является снижение трудоемкости. Это достигается за счет того, что на одном образце измеряют как собственную частоту изгибных колебаний, так и коэффициент температурного расширения. Коэффициент температурного расширения определяют путем измерения изменения расстояния между узлами колебаний образца. Для этого к образцу в узлах колебаний присоединяют два изогнутых под прямым углом стержня. Конец одного участка каждого стержня соединяют с образцом в двух диаметрально противоположных точках, лежащих в нейтральной плоскости образца. Вторые участки стержней размещают вне нагревательного устройства навстречу друг другу и измеряют изменение расстояния между их концами при нагреве образца. При использо- вании изобретения исключаются трудозатраты на изготовление специальных образцов для определения коэффициента температурного расширения на дилатометре. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ш (Л С

ВНИИПИ Заказ 2652/46 Тираж 776Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

04/8.2