Способ определения коэффициента динамической вязкости Советский патент 1992 года по МПК G01N3/30 

Изобретениеотносится к исследований) механических свойств материалов, а но к способам определения коэффициента динамический вязкости:::

Известен способ исследования механических свойств материала, по кото рому в образце исследуемого металла возбуждают волну нагрузки, с помощью лазерного интерферометра определяют скорость и дисПерсию скорости поверхности образца, с

учётом которых судят О Свойствах материала -. -л-- - -. ., .-: :- - :

Наиболее близким к изобретению является способ определения коэффициента ди- намической вязкости, по которому в плоском образце исследуемого метал л а возбуждают плоскую волну нагрузки, регистрируют скорость ненагружаемой поверхности

образца с помощью лазерного интерферометра, с учетом которой определяют коэффициент динамической вязкости металла образца.

Недостатком известного способа являе ся необходимость разрушения образца, что связано с использованием высокоэнергетических силовозбудителей и, как следствие, с повышенными требованиями к технике безопасности, и также с невозможностью исследования металлов, разрушение которых по используемой схеме нагруженйя не реализуется.

Цель изобретения - повышение безопасности исследования и расширение но- менклатуры исследуемых металлов.

Цель достигается тем, что, если интерференционный сигнал имеет измененные за счетдисперсии скорости поверхности образца число биений или контрастность, из- меряют после нагруженйя расстояние между цепочками микропор в исследуемом металле, при плавно уменьшающемся интерференционном сигнале измеряют средний размер зерна исследуемого металла, а если интерференционный сигнал имеет колебательный характер, то находят по нему период и декремент колебаний поверхности образца, определяют коэффициент динамической вязкости исследуемого металла для данных трех видов интерференционного сигнала, соответственно, из соотношений

..-р(Ди3). .

l,rd(0,1/oE)a5-30rt ;

« - G

-ЩЗ)

где U, All - определяемые по интерферог- рамме скорость и дисперсия скорости поверхности образца соответственно;

Д1, d - расстояние между цепочками микропор и средний размер зерна исследу- емого металла соответственно;

Ј - скорость деформации образца;

р, Е, G - плотость, модуль Юнга и модуль сдвига исследуемого металла соответственно;

t - время, за которое интерференционный сигнал плавно уменьшается;

Т, 6 - определяемые по мнтерферограм- ме период и декремент колебаний свободной поверхности образца соответственно;

От - статический предел текучести исследуемого металла.

На фиг.1 представлена временная зависимость скорости нагружаемой г поверхности образца из алюминия марки А6; на

0

5

0 5 0

0

5

0

g

5

фиг.2 - временная зависимость ширины распределения скорости поверхности этого же образца,

Способ позволяет определить коэффициент динамической вязкости исследуемого металла без разрушения испытываемого образца силовозбудителем малой мощности, что повышает безопасность исследований, а также расширяет номенклатуру исследуемых металлов за счет возможности определения коэффициента динамической вязкости металлов, реализовать разрушение образцов которых при используемой схеме нагруженйя невозможно (например, металлов с большой вязкостью).

Способ осуществляют следующим образом.

В плоском образце исследуемого металла возбуждают плоскую волну нагрузки, на- пример, ударом плоского ударника, разогнанного пневматической пушкой. Регистрируют лазерным интерферометром ин- терферограмму движения ненагружаемой поверхности образца, Если интерференционный сигнал имеет измененные за счет дисперсии скорости поверхности образца число биений или контрастность, измеряют после нагруженйя расстояние между цепочками микропор в исследуемом металле, а коэффициент динамической вязкости определяют с помощью первого соотношения из приведенных. При плавно уменьшающемся интерференционном сигнале измеряют средний размер зерна исследуемого металла и находят коэффициент динамической вязкости по второму соотношению. Если же интерференционный сигнал имеет колебательный характер, то находят по нему период и декремент колебаний поверхности образца и для определения коэффициент динамической вязкости исследуемого металла применяют третье соотношение из приведенных.

Пример. Определяют коэффициент динамической вязкости алюминия марки А6. Зарегистрированная интерферограмма движения ненагружаемой поверхности образца при скорости удара 355 м/с характеризовалась измененной констрастностью, На фиг.1 и 2 представлены определенные по интерферограмме временные зависимости скорости и ширины распределения скорости ненагружаемой поверхности образца исследуемого металла. Измеренное после нагруженйя расстояние между цепочками микропор в иссследуемом металле равно l5 мкм. Величина коэффициента динамической вязкости, определенная с помощью первого из приведенных соотношений равна 4,2 104Па.с.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента динамической вязкости, по которому в плоском образце исследуемого металла возбуждают плоскую волну нагрузки, регистрируют скорость ненагружаемой поверхности образца с помощью лазерного интерферометра, с учетом которой определяют коэффициент динамической вязкости металла образца, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности исследования и расширения номенклатуры исследуемых металлов, если интерференционный сигнал имеет измененные за счет дисперсии скорости поверхности образца число биений или контрастность, измеряют после нагружения расстояние между цепочками микропор в исследуемом металле, при плавно уменьшающемся интерференцией- ном сигнале измеряют средний размер зерна наследуемого металла, а если интерференционный сигнал имеет колебательный характер, находят по нему период и декремент колебаний поверхности образ- ца, а коэффициент динамической вязкости

&V

исследуемого металла определяют, соот ветственно, из соотношений

p(Aaf. Д1

frdCOJ/jEy -aott :

п -... G т

)1

где U, Ли - определяемые по интерферог- рамме скорость и дисперсия скорости поверхности образца соответственно:

AL, d - расстояние между цепочками микропор и средний размер зерна исследуемого металла соответственно;

е - скорость деформации образца;

р, Е, G - плотность, модуль Юнга и модуль сдвига исследуемого металла соответственно;

t - время, за которое интерференционный сигнал плавно уменьшается;

Т, б - определяемые по интерферограм- ме период и декремент колебаний свободной поверхности образца соответственно;

От - статический предел текучести исследуемого металла.

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов при динамических нагрузках. Цель изобретения - повышение безопасности исследования и расширения номенклатуры исследуемых металлов. Согласно описываемому способу в плоском образце исследуемого металла возбуждают плоскую волну нагрузки, регистрируют скорость ненагружаемой поверхности образца с помощью лазерного интерферометра, с учетом которой определяют коэффициент динамической вязкости иселёдуемого металла. В случае, если интерференционный сигнал имеет изме ненйые за счет дисперсии скорости поверхности образца число биений или контрастность, измеряют расстояние между цепочками мйкропор в исследуемом металле При плавно уменьшающемся интерференционном сигнале измеряют средний размер исследуемого металла, а если интерференционный сигнал имеет колебательный характер, находят по нему период и декремент колебаний поверхности образца. По зарегистрированным для каждого из трех случаев параметрам с помощью соответствующих каждому случаю расчетных соотношений определяют коэффициент динамической вязкости исследуемого металла. Способ позволяет определить коэффициент динамической вязкости исследуемого металла при нагружении образца без его разрушения возбудителем малой мощности, что повышает безопасность исследований и расширяет номенклатуру исследуемых металлов за счет возможности исследований вязких металлов, реализовать разрушение которых по используемой схеме нагружения невозможно. 2 ил. 9 Ј 3 со со g

06

Фиг. 1 bVp.ifc