Изобретение относится к способам исследования демпфирующих свойств материалов со слоем покрытия при поперечных колебаниях, преимущественно демпфирую щих полимерных покрытий.
Известен способ исследования динамических свойств материалов при изгибных колебаниях, заключающийся в том, что используют элемент в виде балки равного сопротивления изгибу, имеющий две расположенные под углом одна к другой боковые стенки с одинаковыми и постоянными сечениями, которые образованы сквозным вырезом в виде равнобедренной трапеции в плоскости, перпендикулярной
плоскости1 колебаний, при этом геометрические параметры груза, прикрепленного к свободному концу элемента, и угол между боковыми стенками выбирают из условия пересечения средних линий продольных центральных сечений этих стенок в центре тяжести груза, возбуждают в элементе изгиб- ные (поперечные) резонансные колебания, регистрируют параметры этих колебаний и по этим параметрам судят о динамических свойствах материала элемента.
Недостатком этого способа является низкая точность, обусловленная тем, что в используемом элементе имеются переходный участок с неоднородным напряженным
СО
о
S3
со
состоянием и вырез в рабочей части элемента, который является концентратором напряжений и изменяет напряженное состояние по длине элемента. Кроме того, рабочие участки используемого элемента малы для исследования динамических свойств, например, армированных полимерных покрытий.
Наиболее близким к предлагаемому является способ исследования демпфирую- щих свойств материалов при поперечных колебаниях, заключающийся в том, что образец постоянной толщины и переменной ширины закрепляют консольно, к свободному концу образца прикрепляют инерцион- ный . груз, возбуждают в образце поперечные резонансные колебания, регистрируют параметры этих колебаний, по которым судят о демпфирующих свойствах материала. При этом используют образец с двумя слоями покрытия одинаковой толщины, нанесенными на поверхности подложки, перпендикулярные плоскости колебаний, причем толщину покрытия и подложки выбирают из условия обеспече- ния.однородности деформированного состояния по толщине, а закон изменения ширины образца, массу и момент инерции груза назначают из приведенных расчетных зависимостей, полученных из условия обес- печения постоянства деформации по его длине.
Однако при исследовании демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях известным способом в матери- але покрытия создаются лишь нормальные напряжения. Недостатком этого способа является невозможность испытания материала покрытия при совместном действии нормальных и касательных напряжений.
Целью изобретения является повышение точности за счет создания однородного напряженного состояния при совместном действии нормальных и касательных напря- жений.
На фиг. 1 изображены устройство для осуществления предлагаемого способа и разрез А-А; на фиг. 2 - то же вид сверху.
Материал со слоем покрытия 1, закон изменения ширины которого назначают из условия обеспечения постоянства деформации по длине, закрепляют консольно, к свободному концу образца прикрепляют инерционный груз 2, возбуждают в образце поперечные резонансные колебания, реги- стрируют параметры этих колебаний, по которым судят о демпфирующих свойствах, используют образец, имеющий сквозные продольные прорези 3 в материале, расположенные на одинаковых расстояниях от
его нейтральной плоскости и образующие полости, частично заполненные по ширине 5(х) слоем покрытия 4, выбираемой из следующего соотношения:
.I CkUCeK JkHx
;(c,(((K.i(4(k)tK5/4(k
е
)
Xjxpa,
с - Ke
EKz%
Iе
. h
Me№-сХлы 1 ,1«4(М
fb(e) -U 4 bs bisiit
ie : ТЛм J
4fc: ШмчWM K,/4(i,W(2eSf)j
b(ei
. i/e-co
Щу
где б (х) -- ширина слоя покрытия;
b(l), b,(l);-ширина образца и значение ее первойиПроизводной в точке крепления инерционного груза;
I y(k), К|/(Ю модифицированные функции Бесселя первого и второго рода порядка V .
I - момент инерции груза;
М - масса груза; (о - собственная грузовая частота;
I - длина образца;
/3k - плотность слоя покрытия;
Ек - модуль упругости слоя покрытия;
tk - толщина слоя покрытия;
п - число слоев покрытия;
hk - расстояние, отсчитываемое от нейтральной плоскости до ближайшей поверхности к-ro слоя покрытия;
Кт - технологический параметр, имеющий размерность длины;
х - координата точки по длине образца.
Способ осуществляется следующим образом... .
Используют образец длиной ,30 м, толщиной ,0011 м, шириной образца в месте крепления инерционного груза Ь(1)7,7- 10 Зм, шириной образца в заделке Ь(6)55,5 м, параметрами инерционного груза М-1 3772 кг, ,0102 кг м2. Материал образца -сталь ВМ Ст. 3, покрытия - клеевая композиция Спрут МП ( МПа; , 3-103 кг/м3) Сквозные продольные прорези в материале выполняют на расстоянии ,5 м от нейтральной плоскости толщиной 1,1 м . Ширина слоя покрытия в сечении ,030 м составляет 17,5 м, в сечении ,24 м - 1-6.2 м. Прорези заполняют материалом покрытия с использованием съемных прокладок, вырезанных по требуемому профилю.
Образец широкой частью жестко прикрепляют к столу вибростенда. Колебания в образце возбуждаются за счет кинематического перемещения защемленного конца. Значения нормальных и касательных напряжений в материале покрытия оценивают с помощью тензорезисторов, установленных по длине образца, на резонансной частоте 32 Гц. Создание однородного напряженного состояния при совместном действии нор- м-альных и касательных напряжений позволяет с высокой степенью точности определить демпфирующие свойства материалов. Величины демпфирующих -свойств материалов определяются на основе замеров параметров вибрации с использованием известных зависимостей.
Формула изобретения : Способ исследования демпфирующих свойств материалов со слоем покрытия при поперечных колебаниях, заключающийся в
том; что материал со слоем покрытия, закон изменения ширины которого назначают из условия обеспечения постоянства деформации по длине, закрепляют консольно. к свободному концу образца прикрепляют инерционный груз, возбуждают в образце поперечные резонансные колебания, регистрируют параметры этих колебаний, по которым судят о демпфирующих свойствах,
0 отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет создания однородного напряженного состояния при совместном действии нормальных и касательных напряжений, используют обра5 зец, имеющий сквозные продольные прорези в материале, расположенные на одинаковых расстояниях от его нейтральной плоскости и образующие полости, частично заполненные по ширине 6 (х) слоем
0 покрытия, выбираемой из соотношения
I/
.W+CaK tklfx -vfr
(C,(l,/4(k) I5)4(HUC2(K.M4(k) f К5/4(Ю) ,
и
« 2TbkpKiK
.-
U{.b(er/ -Ctk4,4(fct)
- . -: .
5
0
где k.V xu/2}
Csi 1
lf/4.(M
5. c2«(b(e)U 4 bHii ±Wfet)/( L 126Г 7ГГ r.LU4lki J
M&
0. Л
сь
5
0
е гГМИТт {fcu-WM-Г
wli((4( IF7r + 3((k,)/()y
;;. i-e..со.
Л1 fa.цJ
ZI j ., „г ч
. -,1(П Aue.fir
iblbJ n kt -;
- ftKWZ
kti r
Ш
hk-t
KaiL
K-I где д (х) - ширина слоя покрытия;
b(l), b(l) - ширина образца и значение ее первой производной в точке крепления 5 инерционного груза;
I v(k). К (Ю м°ДиФичиР°ванные ФУЖЩИИ Бесселя первого и второго рода порядка v
- момент инерции груза;
М - масса груза;,
со- собственная круговая частота;
I - длина образца;
pk - плотность слоя покрытия;
Ёк модуль упругости слоя покрытия;
tk - толщина слоя покрытия;
п - число слоев покрытия;
пк - расстояние, отсчитываемое от нейтральной плоскости до ближайшей поверхности К-ro слоя покрытия;
Кт - технологический параметр. им0ю- щий размерность длины;
х - координата точки по длине образца.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях | 1986 |
|
SU1363004A1 |
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ | 2006 |
|
RU2327135C1 |
Способ определения декремента колебаний низкомодульного материала при изгибных колебаниях | 1988 |
|
SU1536256A1 |
Способ исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях | 1976 |
|
SU654882A1 |
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЯХ | 1991 |
|
RU2029285C1 |
Способ определения модуля упругости материалов | 1986 |
|
SU1416891A1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ РЕЛАКСАЦИИ ГИБКОГО ВЯЗКОУПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА (ВАРИАНТЫ) | 2000 |
|
RU2180105C2 |
УСТРОЙСТВО ГАШЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ АНТЕННЫХ СИСТЕМ, ВЫПОЛНЕННЫХ В ФОРМЕ КОНСОЛЬНОЙ БАЛКИ | 2018 |
|
RU2725826C2 |
ШУМОВИБРОДЕМПФИРУЮЩИЙ УЗЕЛ ПАНЕЛИ КУЗОВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 1998 |
|
RU2149788C1 |
МНОГОБАЛОЧНЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР - АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ НА ОСНОВЕ ТЕНЗОРЕЗИСТИВНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ | 2008 |
|
RU2387999C1 |
Изобретение относится к способам исследования демпфирующих свойств матери- алов при поперечных колебаниях, преимущественно демпфирующих полимерных покрытий. Цель изобретения - расширение диапазона исследований за счет создания однородного напряжения состояния при совместном действии нормальных и касательных напряжений. К свободному концу консольно закрепленного образца прикрепляют инерционный груз. Возбуждают поперечные резонансные колебания, регистрируют параметры колебаний и по ним судят о демпфирующих свойствах материала. Используют образец в виде балки равно-, го сопротивления изгибу, имеющей вырезы, расположенные на одинаковом расстоянии от нейтральной плоскости и частично заполненные по ширине материалом покрытия. Закон изменения ширины покрытия назначают из приведенной зависимости, полученной из условия постоянства нормальных и касательных напряжений по длине образца. 2 ил. С/) с Ь
4J
Фиг.1
Фиг. 2
Способ исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях | 1976 |
|
SU654882A1 |
Способ исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях | 1986 |
|
SU1363004A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
1992-03-07—Публикация
1989-12-11—Подача