Способ определения демпфирующих свойств материала Советский патент 1992 года по МПК G01N3/30 

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов, а именно к способам определения демпфирующих свойств материала, и может быть использовано для исследования покрытий спортивных площадок.

Известен способ определения демпфирующих свойств материала, по которому в образце исследуемого материала возбуждают гармонические колебания на различных частотах, регистрируют амплитуды возбуждаемых колебаний, а о демпфирующих свойствах судят по полуширине резонансного

пика частотной зависимости амплитуды возбуждаемых колебаний.

Недостатком данного способа является то, что он реализуется при нагружении специально изготовленных образцов, что не всегда целесообразно. Например, при исследовании свойств покрытий спортивных площадок часто необходимо знать не св9й- ства материала покрытия как изолированного объекта, а его свойства в условиях эксплуатации, когда на исследуемые свойства покрытия оказывают существенное влияние слой связующего с основанием состава и само основание. Такие демпфирующие свойства покрытия необходимы как при оценке качества покрытия, так и при выборе материала для покрытия с целью снижения травматизма спортсменов. Поэ- тому известный способ определения демпфирующих свойств материала не позволяет получить достаточно точные результаты, необходимые, например, для определения демпфирующих свойств покрытий спортивных площадок.

Наиболее близким к данному .изобретению является способ определения демпфирующих свойств материала, по которому исследуемый материал нагружают ударом свободно падающего груза,, регистрируют параметры соударения груза с материалом, по которым определяют характеристику демпфирования исследуемого материала.

Однако данный способ, также не обес- печивает необходимой точности. Демпфирующие свойства характеризуют поглощение механической энергии в исследуемом обьекте при упругом деформирова- нии. Однако, используемый подход подразумевает, что сбрасываемый груз является жестким телом, поглощением упругой энергии в котором можно пренебречь. Поэтому при контакте груза с исследуемым материалом в последнем в точке контакта возникают остаточные деформации и даже локальные зоны разрушения. Работу, затрачиваемую, на данные локальные процессы формоизменения, известный способ не может выделить из общей величины рассеяной при ударе энергии и, поэтому, величина определяемой рассеяной энергии, характеризующей демпфирующие свойства исследуемого материала, будет.больше истинного своего значения. Кроме того, боль- шинство материалов, используемых для покрытий спортивных площадок, обладает нелинейными упругими характеристиками и, следовательно, их демпфирующие свойства необходимо определять при очень малых (в пределе нулевых) нагрузках. Однако, в силу изложенного, нагрузки в точке контакта груза с исследуемым материалом могут быть велики, что и обуславливает недостаточную точность известного способа.

Целью изобретения является повышение точности.

Цель достигается тем, что по способу определения демпфирующих свойств материала, по которому исследуемый материал нагружают ударом свободно падающего груза, регистрируют параметры соударения груза с исследуемым материалом, по которым определи ют характеристику демпфирования исследуемого материала, нагружение

осуществляют неоднократно различающимися по массе грузами, находят зависимость регистрируемых параметров соударения груза с исследуемым материалом от массы груза, а характеристику демпфирования исследуемого материала определяют по параметрам соударения, найденным экстраполяцией зависимости регистрируемых параметров на нулевое значение массы груза.

На чертеже представлена зависимость скорости отскока груза от массы груза.

Пример. Определяли коэффициент поглощения резинового покрытия толщиной 1,5см. Величина коэффициента поглощения в проведенном исследовании определялась с помощью соотношения

.№

где V0,Vi -скоростьсоударения падающего груза с исследуемым материалом и скорость отскока груза соответственно.

При выборе в качестве характеристики демпфирования коэффициента поглощения и при определении его по приведенному соотношению достаточно в процессе нагру- жения регистрировать только один параметр соударения - скорость отскока.

Исследуемое покрытие нагружали сбрасываемыми с высоты 9 см грузами массой 7. 5 и 3 кг. На чертеже представлена найденная зависимость скорости отскока груза по- сле соударения от массы груза. Определенная по данному способу величина коэффициента поглощения исследуемого резинового покрытия при подстановке в расчетное соотношение скорости отскока груза, найденной экстраполяцией зависимости скорости отскока от массы груза на нулевое значение массы груза, равна 0,49.

Форму л а изобретения

Способ определения демпфирующих свойств материала, по которому исследуемый материал нагружают ударом свободно падающего груза, регистрируют параметры соударения груза с исследуемым материалом, по которым определяют характеристику демпфирования исследуемого материала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, нагружение осуществляют неоднократно различающимися по массе грузами, находят зависимость регистрируемых параметров соударения груза с исследуемым материалом от массы груза, а характеристику демпфирования исследуемого материала оп- регистрируемых параметров на нулевое ределяют по параметрам соударения, май- значение массы груза, денным экстраполяцией зависимости

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов. Целью изобретения является повышение точности. Для этого в способе определения демпфирующих свойств материала, по которому исследуемый материал нагружают ударом свободно падающего груза, регистрируют параметры соударения груза с исследуемым материалом, по которым определяют характеристику демпфирования исследуемого материала, нагружение осуществляют неоднократно различающимися по массе грузами, находят зависимость регистрируемых параметров соударения груза с исследуемым материалом от массы груза, а характеристику демпфирования исследуемого материала определяют по параметрам соударения, найденным экстраполяцией зависимости регистрируемых параметров на нулевое значение массы груза. Нахождение параметров соударения экстраполяцией зависимости регистрируемых параметров соударения груза с исследуемым материалом от массы груза на нулевое значение массы груза позволяет определить характеристику демпфирования, соответствующую нулевым значениям нагрузок в зоне контакта груза с материалом, что повышает точность за счет исключения составляющей рассеяния энергии при соударении, обусловленной необратимыми деформациями. 1 ил.

vorck М/с

$90

V

-1-:-т-т - -

г 7 т, кг