Способ определения динамического модуля упругости и угла механических потерь Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области исследования физических свойств материалов, а,,именно к измерительной технике, и может быть использовано для неразрушающего контроля материалов.

Цель изобретения - повышение точности за счгет исключения влияния на измерения паразитных вибраций опоры.

На чертеже представлено устройство, реализующее способ определения динамического модуля упругости и угла механических потерь,,

Устройство содержит возбудитель 1, гармонических колебаний, выполненный в виде вибростенда, подключенного к выходу широкополосного генератора 2 синусоидальных колебаний через усилитель 3 мощности Образец 4 через датчик 5 колебаний торцовой поверхности образца 4 жестко соединен с вибростендом 1, а через датчик 6 колебаний торцовой поверхности образца 4 - с грузом 7 массой М, подвешенным на нити 8 длиной L к массивной опоре 9 о Выход датчика 5 через предварительной усилитель 10 подключен к входу генератора 2, к первому входу измерителя 11 разности фаз и к входу первого регистратора 12 амплитуды колебаний торцовой поверхности образца. Выход датчика 6 через второй предварительный усилитель 13 подключен к второму входу измерителя 11 и к . входу второго регистратора 14 амплитуды колебаний торцовой поверхности

образца.

Способ определения динамического модуля упругости и угла механических

СП

оо ел

потерь осуществляется следующим образом.

Образец массы m соединяют с вибро- стендом 1 и массивной опорой 9 путем жесткого крепления одной его торцовой поверхности к вибростенду 1, а другой - к грузу 7, подвешенному на нити 8 к массивной опоре 9 Массу груза 7

j ВЫбИраЮТ ИЗ УСЛОВИЯ М ЭЮ ДЛЯ ТОГО (

чтобы движение груза не зависело от вибрации опоры 9, длину нити 8 выбирают из условия

L

где g - .ускорение свободного падения;

f - резонансная частота сосредоточенного колебательного кон тура, образованного испытуемым образцом 4 и грузом 7, С помощью генератора 2, усилителя 3 и вибростенда 1 на образец 4 осуществляют гармоническое воздейств с частотой f, лежащей в интервале

f t

1 Гм Т N m

-#

что обеспечивает

квазистатичность испытаний, при этом исключается влияние паразитных вибра ций опоры 9 на движение образца,

С помощью акселерометров 5 и 6 и вольтметров 12 и 14 измеряют отношение UQ/U. амплитуд Uo, U колеба-, ний торцовой поверхности образца 4, закрепленной на вибростенде 1 и гру зе 7 соответственно, а с помощью измрителя разности фаз Ц - сдвиг о фаз между колебаниями торцовых поверх - ностей образца 4С Затем по формулам

4fVMhUfc/Uo

S

IEI

Й

arctg

sinci

cosd

. Hfi

u

поверхности образца, закреп55

расстояние между торцовыми

поверхностями образца; площадь сечения образца, пер- ,„ пендикулярного направлению гармонического воздействия на образец;

амплитуды колебаний торцовой

ленной на возбудителе и грузе соответственно;

d - сдвиг фаз между колебаниями торцовых поверхностей образца,

определяют динамический модуль (Е) упругости и угол «Г механических потерь исследуемого материала на данн частоте f генератора 1 в полосе, удовлетворяющей соотношению

1 Гм

/ «.-«. («. Ј i .it

f

3 1m

5

Q

Q

5

0

45

,„

Изменяя частоту f и производя аналогичные измерения для каждого значе- ния частоты f гармонического воздействия на образец, можно получить зависимость динамического модуля упругости и угла механических потерь от частоты f, При этом исключено влияние паразитных вибраций опоры на полученные зависимости.

Формула изобретения

Способ определения динамического модуля упругости и угла механических # потерь, заключающийся в том, что образец жестко соединяют первым торцом с возбудителем гармонических колебаний, воздействуют на него гармоническими колебаниями, измеряют расстояние между торцовыми поверхностями образца, площадь торцовых поверхностей, амплитуды их колебаний и сдвиг фаз между ними, по которым определяют искомые параметры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния на измерения паразитных вибраций опоры, к опоре подвешивают на нити длиной L груз массы М, к которому,присоединяют вторым торцом образец, гармоническое воздействие;осуществляют перпендикулярно направлению силы тяжести груза, а массу груза, длину нити и частоту f гармонического воздействия выбирают из соотношений

М 9т;

L 7

. f

#

где т - масса образца;

g - ускорение силы тяжести;

f - резонансная частота сосредоточенного колебательного контура, образованного образцом и грузом,,

Составитель В.Евстратов Редактор В.Данко Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

Способ определения динамического модуля упругости и угла механических потерь относится к области исследования физических свойств материалов и может быть использовано для неразрушающего контроля материалов. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения влияния на измерения паразитных вибраций опоры. Существо способа заключается в том, что образец торцовой поверхностью присоединяют к массе, подвешенной на нити к массивной опоре, а гармонические воздействия осуществляют перпендикулярно силе тяжести массы, что позволяет избавиться от паразитного влияния колебаний массивной опоры на результаты измерений. 1 ил.

Заказ 140

Тираж 504

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

Подписное