Горизонтальный крутильный маятник для определения динамических характеристик эластомеров Советский патент 1991 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к технике изучения динамических характеристик эластомеров путем измерения параметров свободных колебаний колебательной системы и может быть использовано в нефтехимической, автомобильной и других отраслях промышленности для контроля испытаний многокомпонентных полимерных систем и научных исследований.

Цель изобретения - расширение температурного диапазона исследования динамических характеристик и повышение точности измерения и динамических характеристик, и улучшение удобства эксплуатации,

На фиг. 1 изображен горизонтальный крутильный маятник для определения динамических характеристик эластомеров, на фиг.2 -схема выравнивания растягивающего напряжения.

Маятник содержит образец 1, одним концом закрепленный в неподвижный зажим 2, а другим концом - в подвижный зажим 3, прикрепленный к кольцу 4, на вертикальных плечах 5 которого закреплены инерционные грузы 6, На верхнем вертикальном плече закреплена оптическая шторка 7 фотоэлектрического преобразователя, включающего источник 8 света и фотоприемник 9. На нижнем вертикальном плече

о

XI

ю

го

V4 СО

закреплен сердечник 10, который вместе с катушкой 11 образует возбуждающий преобразователь. К кольцу 4 прикреплен также опорный керн 12, своим острием опирающийся на плоскую опору 13 из стекла. К колебательной системе, включающей образец 1. подвижный зажим 3, кольцо 4 с вертикальными плечами 5, инерционные грузы б, через гибкую нить 14 подвешен груз 15, изготовленный по образцу прибора Андра- де. Основой прибора Андраде является некоторое тело вращения, опускаемое в жидкость. Это тело одновременно служит фигурным грузом, передающим усилие на образец (фиг.2).

Горизонтальный крутильный маятник работает следующим образом.

Образец 1 закрепляется в зажимах 2 и 3. Задается определенный крутильный момент, создаваемый возбуждающим преобразователем (сердечник 10, катушка 11). После снятия его колебательная система образец 1 - кольцо 4 с вертикальными плечами 5 и инерционными грузами 6 совершает свободные затухающие механические колебания, которые при помощи фотоэлектрического преобразователя, включающего оптическую шторку 7, источник 8 света и фотоприемник 9, преобра- зутюся в электрические колебания, параметры которых (логарифмический декремент и частота) измеряются при помощи блока обработки информации.

Автоматически происходит полная компенсация роста напряжения в образце и непрерывное поддержание его постоянным, что позволяет получить информацию о

динамических характеристиках эластомера, находящегося за счет этого в зоне линейной вязкоупругости. Заданное напряжение в образце эластомера эффективно поддерживается во время всей продолжительности

эксперимента, вплоть до начала течения образца. Диапазон исследования динамических характеристик эластомеров расширяется. Повышается точность измерения динамических характеристик.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Горизонтальный крутильный маятник для определения динамических характеристик эластомеров, содержащий чувствительный элемент, укрепленный в опорном

узле, инерционные грузы, скрепленные с чувствительным элементом, фотоэлектрический и возбуждающий преобразователи, о т- личающийся тем, что, с целью расширения температурного диапазона и повышения точности- измерения, он снабжен фигурным грузом в виде тела вращения, опущенным в жидкость и через гибкую нить соединенным с чувствительным элементом, причем форма груза рассчитана по формулам

Н 1с

РО

Р -ро

Изобретение относится к технике изучения динамических механических характеристик эластомеров путем измерения параметров методом свободно-затухающих колебаний. Цель изобретения - расширение температурного диапазона и повышение точности измерения за счет стабилизации растягивающих механических напряжений в процессе удлинения образца. Горизонтальный крутильный маятник содержит чувствительный элемент, укрепленный в опорном узле, инерционные грузы, скрепленные с чувствительным элементом, фотоэлектрический и возбуждающий преобразователи. С чувствительным элементом через гибкую нить соединен фигурный груз, опущенный в жидкость. Форма груза рассчитывается по формулам Н lo ро/р -ро , R ( X ) Ро 0/я Ро 1/10 + X , где Н - высота фигурного груза. м;ро - плотность жидкости, кг/м3;/91 - плотность материала груза, кг/м ; 10 - начальная длина образца, м; R(X)- текущее значение радиуса фигурного груза; Р0 - вес фигурного груза, Н; X - глубина погружения фигурного груза в жидкость. сл с

По мере повышения температуры в ходе испытания образец эластомера начинает удлиняться, в результате ч его груз 15 прибора Андраде начинает опускаться в жидкость. При опускании груза 15 его вес уменьшается на величину веса вытесненной им жидкости и благодаря этому напряжение в образце остается постоянным. Профиль груза 15 подобран так, что выталкивающая сила возрастает по мере удлинения образца и тем самым компенсирует рост напряже- ния в образце, которое все время остается постоянным.

где Н - высота фигурного груза, м; /DO - плотность жидкости, кг/м ; pi - плотность материала груза, кг/м3; 10 - начальная длина образца, м;

R(X)

1

Jtpo 0 + X

где R(X) - текущее значение радиуса фигурного груза, м;

РО - вес фигурного груза, Н;

X - глубина погружения фигурного груза в жидкость.

с.-Гц

/

1679278

/8

Щ

77

//////////

Фиг.