Способ определения внутреннего трения в материале Советский патент 1989 года по МПК G01N3/32 

Изобретение относится к акустическим исследованиям материалов, в частности к способам определения внутреннего трения по резонансным колебаниям, и может быть использовано для контроля физико-механических свойств материалов и изделий в процессе эксплуатации.

Целью изобретения является уменьшение трудоемкости и расширение частотного диапазона.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для определения внутреннего трения; на фиг. 2 - амплитудно-частотная характеристика стержневого резонатора.

Устройство содержит стержневой резонатор 1 с закрепленным на верхнем конце грузом 2. Нижний конец стержневого резонатора 1 может быть приведен в контакт с образцом 3 исследуемого материала, расположенным на основании 4. К резонатору прикреплены возбуждающий 5 и приемный 6 пьезопреобразова- тели. К возбуждающему преобразователю 5 подключен генератор 7 синусоидальных электрических колебаний, соединенный с частотомером 8. Приемный пьезопреобразователь 6 подключен к усилителю 9, который соединен с осциллографом 10.

4

;с ее

o

Способ осуществляют следующим образом.

Высокочастотный электрический сигнал, частоту которого измеряют часто- томером 8, с генератора 7 подают на возбуждающий пьезопреобразователь 5 и таким образом возбуждают резонансные колебания стержнего резонатора 1, нижний конец которого первоначально свободен от контакта с образцом 3. С помощью приемного тракта, включающего приемньй пъезопреобразователь 6, усилитель 9 и осциллограф 10, намеряют значения амплитуды Ар колебаний резонатора 1 на резонансной частоте и ширины резонансного пика на уровне 0,7 А (по амплитудно-частотной характеристике П). Затем под действием силы тяжести груза 2 вводят стержневой резонатор 1 в контакт с образцом 3 испытуемого материала или изделием, расположенньм на основании 4. В указанном положении вновь регистрируют значения амплитуды А колеба- НИИ на резонансной частоте f и ширины резонансного пика по амплитудно- частотной характеристике 12.

Способ определения внутреннего трения в материале, по которому вв дят в контакт с образцом стержнево резонатор и возбуждают в нем резон сные колебания, отличающи

По измеренным значениям ширины ре- 30 с я тем, что, с целью уменьшения

зонансного пика и амплитуды колебаний резонатора 1 до и в процессе его контакта с образцом 3 определяют внутреннее трение Р материала образца 3 из

трудоемкости и расширения частотно диапазона, измеряют ширину резонан ного пика и амплитуду колебаний на резонансной частоте резонатора до в процессе его контакта с образцом а внутреннее трение материала разца определяют из соотношения

соотношения

.-1

(Л

0.1

10

20 25

91724

образцом путем его механического периодического нагружения и измерение угла сдвига фаз между нагрузкой и модулированными нагрузкой резонансными колебаниями резонатора. При предлагаемом способе исключено механическое нагружение образца по периодическому закону, что приводит к уменьшению трудоемкости способа испытаний.

Применение изобретения позволяет проводить измерения величины внутреннего трения материалов и изделий произвольной формы непосредственно на месте их эксплуатации в широком частотном диапазоне для различных классов материалов. Использование способа позволит осуществлять периодический технологический контроль изделий на основании измерений величины внутреннего трения.

15

Формула изобретения

Способ определения внутреннего трения в материале, по которому вводят в контакт с образцом стержневой резонатор и возбуждают в нем резонансные колебания, отличающий с я тем, что, с целью уменьшения

трудоемкости и расширения частотного диапазона, измеряют ширину резонансного пика и амплитуду колебаний на резонансной частоте резонатора до и в процессе его контакта с образцом, а внутреннее трение материала образца определяют из соотношения

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов. Целью изобретения является уменьшение трудоемкости и расширение частотного диапазона за счет исключения механического нагружения образца по периодическому закону. Исследуемый образец размещают на основании, в стержневом резонаторе возбуждают и регистрируют резонансные колебания, измеряют ширину резонансного пика и амплитуду колебаний на резонансной частоте резонатора до и в процессе его контакта с образцом. Внутреннее трение Q^-1 в исследуемом материале образца определяют из соотношения Q^-1=δΔF°^,7/2φ^.ΔF°^,7.1/A₀/A²-1, где δΔХF°^,7=ΔХF°^,7-ΔF* 990^,7

ΔF°^,7, A и ΔF °^,7, A₀ - значения ширины резонансного пика и амплитуды колебаний в процессе контакта стержневого резонатора с образцом и при его отсутствии соответственно. Изобретение позволяет проводить измерения в образцах материалов и в изделиях произвольной формы непосредственно на месте эксплуатации в широком частотном диапазоне. 2 ил.

ол

1) -

де

«fflf uf

0,1 0.1

, AQ- значения ширины резонансного пика и амплитуды колебаний

,,45

в процессе контакта стержневого резонатора 1 с образцом 3 и при его отсутствии соответственно. Известный способ предусматривает периодический контакт резонатора с 50

-1

fuf

0,1

2(Г 4 f

ai

(Г 45

гдесСд 4f°-

Л

- &

0|7

А. - значения ши50

АиД

рины резонансного пика и амплитуды колебаний в процессе контакта стержневого резонатора с образцом и при его отсутствии соответственно.

8 I

Составитель В, Пастуший Редактор О. Юркорецкая Техред М.Ходанич Корректор М. Самборская

Заказ 4681/39Тираж 789 Подписное

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

Фи2.2