Способ определения динамического модуля Юнга Советский патент 1989 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов, а именно к способам определения динамического модуля Юнга.

Цель изобретения - расшире гие класса исследуемых материалов.

На фиг.1 представлен график зависимости модуля Юнга материала центральной части составного образца от частоты его резонансных изгибных колебаний; на фиг. 2 - график температурной зависимости динамического модуля Юнга поликристалла сфалерит- ного нитрида бора.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно определяют резонансные частоты изгибпых колебаний подвешенных к вибровозбудителю и вибропреобразователю на диух нитях в узлах колебаний серии ихтентичных по размерам составных образцов, выполненных в виде двух соосных стержней, жестко связанных торцами с центральной частью из различных материалов с известными модулями Юнга, и находят зависимость динамического модуля Юнга центральной части сое4

О

ел

00

ю

тавного образца от его частоты иэ- гибных резонансных колебаний. Измеряют частоту изгибных резонансных колебаний составного образца с центральной частью из исследуемого материала и по этой частоте и зависимости модуля Юнга материала центральной части составного образца от его частоты изгибных резонансных колебаний определяют динамический модуль Юнга исследуемого материала. Предлагаемый способ обеспечивает возможность определения динамического модуля Юнга материалов, из которых невозможно изготовить образцы размерами более 5-7 мм.

15 ты составного образца центральной частью из материалов с известными модулями упругости: Эльбора-РМ, гек- санита-Р, композита ИТ-05 и креамики нитрида кремния и находят зависимость модуля Юнга центральной части составного образца от частоты его резонансных изгибных колебаний (фиг.1). Определеинная даншлм способом температурная зависимость модуля Юнга

20

Пример. Определяют модуль Юнга сфалеритного нитрида-бора. Для этого шлифовкой и металлографической полировкой граней изготавливают образцы исследуемого материала в виде прямоугольных параллелепипедов размерами 1,5x2; 2x3,00 мм, жестко закреп- 25 сфалеритного нитрида бора представле- ляют в точечных резьбовых зажимах,на на фиг.2.

выполненных из стали IX18H10T, Точечные зажимы представляют собой выполненные на торцах стержней пазы шириной 1,8 мм, в которые входит обра- 30 зец исследуемого материала - центральная часть составного образца. Фиксация центральной части в пазах производится двумя винтами М2 с коническими концами. Зажимают центральную 5 часть по нейтральному волокну изгиба, что обеспечивает отсутствие влияния степени зажатия на резонансную частоту составного образца. Согласно друго- y варианту крепление центральной час-40 ных колебаний, по которой определяют ти к стержням осуществляют плоскимидинамический модуль Юнга исследуемо- захватами, зажимающими образец исследуемого материала по узким участкам противс положн1.1х граней шириной 0,3- 0,5 мм,

Собран1а1Й составной образец при помощи :шкелиновых нитей диаметром 0,03 мм в узлах колебаний основной частоты прикрепляют к вибровозбудителю и вибродатчику. В качестве вибровозбудителя использкют телефон ТОН-2, в качестве вибродатчика - пластину пьезокерамики Т-1700. Подве- шива1П1е производят таким образом,что

55

Формула изобретения

Способ определения динамического модуля Юнга, по которому -составной образец, выполненный в виде двух соосных стержней, жестко связанных с центральной частью из исследуемого материала, подвешивают на двух нитях в узлах колебаний к вибровозбудителю и вибропреобразователю, возбуждают резонансные изгибные колебания, измеряют резонансную частоту изгиб45

50

составной образец располагается строго горизонтально, а нити подвеса параллельны одна другой. Затем с помощью вибровозбудителя, питаемого

го материала, отличающий- с я тем, что, с целью расширения icnacca исследуемых материалов, предварительно измеряют резонансные частоты изгибных колебаний серии идентичных по размерам составных образцов с центральной частью из различных материалов с известными модулями Юнга, находят зависимость динамического модуля Юнга материала центральной части составного образца от частоты его резонансных изгибных коле- баьшй и по этой зависимости и по из- меренно резонансной частоте образца с центральной частью из исследуемого материала определяют динамический модуль Юнга исследуемого материала.

90582

генератором , устанавливают режим вынужденных колебаний на основной резонансной частоте. Сигнал с

. вибродатчика поступает на селективный вольтметр Вб-9 и оциллограф С1-83 для наблюдения формы колебаний и момента резонанса. Дпя определения модуля Юнга по известной резонансной

10 частоте используют зависимость модуля Юнга центральной части составного образца от частоты его резонансных изгибных колебаний. Дпя этого предварительно измеряют резонансные часто15 ты составного образца центральной частью из материалов с известными модулями упругости: Эльбора-РМ, гек- санита-Р, композита ИТ-05 и креамики нитрида кремния и находят зависимость модуля Юнга центральной части составного образца от частоты его резонансных изгибных колебаний (фиг.1). Определеинная даншлм способом температурная зависимость модуля Юнга

20

25 сфалеритного нитрида бора представле- на на фиг.2.

ных колебаний, по которой определяют динамический модуль Юнга исследуемо-

Формула изобретения

Способ определения динамического модуля Юнга, по которому -составной образец, выполненный в виде двух соосных стержней, жестко связанных с центральной частью из исследуемого материала, подвешивают на двух нитях в узлах колебаний к вибровозбудителю и вибропреобразователю, возбуждают резонансные изгибные колебания, измеряют резонансную частоту изгиб30540 ных колебаний, по которой определяют динамический модуль Юнга исследуемо-

5

5

0

го материала, отличающий- с я тем, что, с целью расширения icnacca исследуемых материалов, предварительно измеряют резонансные частоты изгибных колебаний серии идентичных по размерам составных образцов с центральной частью из различных материалов с известными модулями Юнга, находят зависимость динамического модуля Юнга материала центральной части составного образца от частоты его резонансных изгибных коле- баьшй и по этой зависимости и по из- меренно резонансной частоте образца с центральной частью из исследуемого материала определяют динамический модуль Юнга исследуемого материала.

Гек Компо

Нитрид кремния

эльдор - рм

Гексанит - Р Композит и Т-О5

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов. Целью изобретения является расширение класса исследуемых материалов. Для этого составной образец, выполненный в виде двух соосных стержней, жестко связанных торцами с центральной частью из исследуемого материала, подвешивают на двух нитях в узлах колебаний к вибровозбудителю и вибропреобразователю, возбуждают резонансные изгибные колебания составного образца и измеряют их частоту. Модуль Юнга исследуемого материала определяют по измеренной резонансной частоте с помощью зависимости динамического модуля Юнга материала центральной части составного образца от частоты его резонансных изгибных колебаний, для нахождения которой предварительно измеряют резонансные частоты изгибных колебаний серии идентичных по размерам составных образцов с центральной частью из различных материалов с известными модулями Юнга. Способ обеспечивает определение динамического модуля Юнга материалов, изготовление из которых образцов с размерами более 5...7 мм невозможно. 2 ил.

2 3 f 5 6 Фиг.1

Ejna 700

««bo

600

500

т

Составитель Н.Ямщиков Редактор С.Лисина Техред М.Дидык Корректор О.Чигинева

Заказ 3747/50

Тираж 789

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

7 V2.w600фиг. 2

800

r.f

Подписное