Способ определения модуля упругости анизотропных монокристаллических материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N29/00 

СП

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения механических свойств материалов, а именно для измерения упругих характеристик анизотропных конструкционных материалов с помощью упругих колебаний. Целью изобретения является повыще- ние информативности за счет определения модулей упругости по фазным кристаллографическим направлениям на одном образце. Согласно способу определения модуля упругости анизотропных монокристаллических материалов в образце в виде пластинки из исследуемого материала возбуждают изгибные колебания под углом к ее поверхности. Изменяют частоту возбуждаемых колебаний. Измеряют резонансные частоты пластины по различным кристаллографическим направлениям. Фиксирование этих резонансных частот осуществляют при помощи метода голографической интерферометрии. По измеренным частотам определяют значения модуля Юнга по соответствующим кристаллографическим направлениям. с S (Л

9:

00

Изобретение относится к неразруишюще- му контролю и может быть использовано для определения механических свойств материалов, а именно для измерения упругих характеристик анизотропных конструкцион- ных материалов с помощью упругих коле- |баний.

; Целью изобретения является повышение информативности за счет определения модулей упругости по разным кристаллографическим направлениям. ; Способ определения модуля упругости :анизотропных монокристаллических мате- |риалов осуществ.тяется следующим обра- 1зом.

I Образец из исследуемого материала в ви- |де нлоской прямоугольной пластины, выре- 1занной но одному из кристаллографических направлений, консольно защемляется в тис- |ках. В нластине возбуждают изгибные колебания под углом к ее поверхности с помощью пьезокерамического возбудителя, на который Iподается сигнал от звукового генератора. У I анизотропных монокристаллических образ- I цов наблюдается эффект повторения (расщепления) форм колебаний, т.е. когда одной и той же форме колебаний соответствует не одна, а несколько дискретных собственных частот, незначительно отличающихся по величине. При этом амплитуда этих колебаний различна. Это связано с тем, что у анизотропных образцов резонанс пластины как целого может быть вызван не только волнами, чей волновой вектор совпадает с кристаллографическим направлением, но и вол- на.ми, у которых волновой вектор составляет угол с кристаллографическим направлением. Постепенно изменяют частоту упругих колебаний. Ввиду малости прилагаемых усилий колебания в пластине будут возникать только при совпадении вынуждающей силы с одной из собственных или «расихепленных частот колебаний пластины. Факт возникновения резонансных колебаний фиксируют при помощи метода голографической интерферо

0

0

5 5 0

0

5

метрии (метод реального времени с использованием полос конечной щирины).

Форму и амплитуду колебаний определяют, используя метод усреднения по времени.Частоты резонансных колебаний измеряются электронно-счетным частотомером. Измеряют резонансные частоты колебаний образца вдоль различных кристаллографических направлений. Для каждой из фор.м изгибных колебаний определяется две или три собственные частоты. Фиксируя формы колебаний и из.меряя собственные частоты вдоль различных кристаллографических направлениях, по формулам теории упругости определяют значения модуля Юнга по соответствующим кристаллографическим направлениям.

, Формула изобретения

Способ определения модуля упругости анизотропных монокристаллических материалов, заключающийся в том, что в образце из исследуемого материала возбуждают изгибные колебания вдоль одного кристаллографического направления изменяют частоту этих колебаний до наступления резонанса, освещают образец лазерным лучом, регистрируют голограмму образца, по голограмме измеряют резонансную частоту колебаний образца вдоль этого направления и по измеренной резонансной частоте определяют .модуль упругости вдоль этого направления, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности за счет определения модулей упругости по разным кристаллографическим направлениям, возбужл,ение изгибных колебаний осуществляют наклонно к поверхности образца, лТ,ополнителыю измеряют резонансные частоты колебаний образца вдоль других кристаллографических на- прав;1ений, возникающих из-за расщепления основной резонансной частоты, и по измеренным резонансным частотам определяют модуль упругости вдоль этих же направлений.