Способ определения коэффициента Пуассона Советский патент 1992 года по МПК G01B5/30 

Изобретение относится к способам измерения прочностных характеристик материалов, преимущественно к измерению деформации материалов.

Известен способ определения коэффициента Пуассона как результат деления относительной поперечной деформации к относительной продольной деформации образца, подвергаемого напряжению растяжения - сжатия, деформация при этом замеряется тензометром (1).

Однако способ имеет следующие недостатки: для определения коэффициента Пуассона необходимо замер деформации производить как минимум два раза последовательно (один раз в поперечном направлении и один - в продольном, что соответственно увеличит погрешность.

Из известных способов определения коэффициента Пуассона наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения дефор- маций с помощью тензорезисторов.

наклеиваемых на образец в продольном и поперечном направлениях.

В этом способе также при определении коэффициента Пуассона будут сказываться погрешности замеров, деформаций в продольном и поперечном направлении двумя разными тензорезисторами, измеряющими различные характеристики, и точность измерения (2).

Наиболее существенным недостатком этого способа являются невысокая точность определения коэффициента Пуассона, а также высокие требования к точности замеров и качеству наклейки тензорезисторов и ненадежности их работы при повышенных температурах и влажности.

Целью настоящего изобретения является повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения коэффициента Пуассона материала образца, заключающемся в том, что на образец устанавливают датчик измерения деформаций, прикладывают к образцу нагрузку растяжения и сжатия и

w

Ё

ivi iO iCJ iOO

o

00

фиксируют.показания датчика до и после приложения нагрузки, после установки датчика поворачивают его поочередно на разные углы между осью датчика к линии действия нагрузки, сравнивают результаты измерений, выявляют угол а, при котором деформация материала образца равна нулю, и определяют коэффициент Пуассона по соотношению:

ц ctg2 a

В таблице в качестве примера приведены некоторые значения угла а и соответствующие им значения коэффициента Пуансона

Зависимость получена из следующего рассуждения

Известно, что относительная поперечная и относительная продольная деформации связаны между собой (фиг.1) (1).

Јпопер- ft Јлрод,(2)

где/г- коэффициент Пуассона. AL Да

fnonep - г 1 Јпрод д

Для каждого материала коэффициент Пуассона находят экспериментально. Определяются относительные поперечная и продольная деформации и делятся друг на друга

Јпопер Јпрод

На чертеже показан угол установки отрезка АВ клиниидействия напряжения, при котором его длина останется неизменной. Для этого спроектируем на линию АВ деформации от продольной и поперечной деформации

В Lcosa LB sin a(3)

Т.к. BL Јпрод.КВ епрод.АВсо8 а

LB( fi Јпрод АК / Јпр0д ABsin or,

То, подставив в (3) и преобразуя, получим

Јпрод. ABcos2 a f.l ЈПродАВзт2а

Т.е. cos2 a

1 „sin а 2

U -2lg

ИЛИ

/4 ctg2 a

а arcctg tf/T.

Ha чертеже приведена схема, поясняющая предлагаемый способ, где тензометр

или датчик с базой АВ устанавливается на

образце 1 под углом а к линии действия

периодически прикладываемой нагрузки а.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: на поверхность образца 1 устанавливается датчик с базой АВ под таким углом а. к линии действия периодически прикладываемой к образцу нагрузки

сг, чтобы его показания были равны нулю, т.е. деформации образца в этом направлении не происходили, Угол а. измеряется, и по формуле рассчитывается коэффициент Пуассона .

р ctg2 a

Предложенный способ может быть осуществлен с помощью тензометра, выполненного на базе виброизмерительной аппаратуры ВИ6-6ТМ,

Использование предложенного способа определения коэффициента Пуассона обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: повышение точности расчетов, приводящее к

увеличению надежности и долговечности,

т.к. fj, входит в прочностные расчеты при

статистических и динамических нагрузках.

Кроме того, предложенный способ не

предъявляет высоких требований к точности

датчиков измерения деформации, а также не требует тарировки.

Формула изобретения Способ определения коэффициента Пуассона материала образца, заключающийся

в том, что на образец устанавливают датчик измерения деформации, прикладывают к образцу нагрузку растяжения и сжатия и фиксируют показания датчика до и после приложения нагрузки отличающийся

тем, что, с целью повышения точности, после установки датчика поворачивают его поочередно на разные углы между осью датчика и линией действия нагрузки, сравнивают результаты измерений, выявляют

угол а, при котором деформация материала образца равна нулю и определяют коэффициент Пуассона fi по соотношению и ctg2 a

Г

ti

Изобретение относится к способам измерения прочностных характеристик материалов, преимущественно к измерению деформации материалов. Изобретение позволяет повысить точность способа за счет того, что устанавливают датчик измерения деформации на исследуемом образце под таким углом а. . к линии действия периодической нагрузки растяжения или сжатия, при которой показания датчика измерения деформаций равны нулю, измеряют этот угол а и вычисляют коэффициент Пуассона / по формуле ,и стд2«. 1 ил.