1
Изобретение относится к области определения упругих констант ортотропных материалов.
Известны способы определения независимых составляющих матриц жесткост1И ортотропных материалов с помощью ультразвуковых импульсных продольных и сдвиговых колебаний. При этом применяют три призматических или три цилиндрических взаимно перпендикулярных ориентированных образца, у которых главные оси совпадают соответственно с главными направлениями ортотропии, и обеспечивают измерение шести независимых составляющих матриц жесткости.
Так как испытуемый материал «меет определенную структурную анизотропность, то, в свою очередь, испытуемая система, состоящая из трех образцов, дает разброс результатов одних и тех же акустических измерений для данного материала.
Целью изобретения является определение всех девят1И независимых составляющих матрицы жесткости ортотропного материала и повыщение точности измерения.
Достигается это тем, что используют один образец ортотропного материала шарообразной формы и его диаметра выбирают в зависимости от скорости распространения ультразвуковых колебаний в ортотропном материале, требуемой точности ее измерения и приборной погрешности измерения времени распространения ультразвуковых колебаний.
Способ заключается в следующем.
Шарообразный образец помещают между датчиками ультразвуковой измерительной линии для определения всех независимых составляющих матрицы жесткости.
Из ортотропного материала, например, из пластифицированной древесины березы, вытачивают щар, диаметр которого определяют в зависимости от скорости распространения ультразвуковых колебаний, приборной погрешности измерения времени раопространения ультразвуковых колебаний и требуемой точности измерения скорости по формуле:
,
Ьс
где d - диаметр щарообразного образца, мм. At - приборная погрешность измерения времени распространения ультразвуковых колебаний, сек, с - скорость распространения ультразвуковых колебаний, мм/сек,
8с - требуемая точность измерения скорости, %.
Для пластифицированной древесины березы с плотностью кг/м диаметр шара равен 25 мм.
У шара имеются три главные оси симметрии Хь хг и Хз, которые совпадают соответственно с радиальной, тангенциальной и аксиальной осями пластифицированной древесины березы.
Для определения независимых составляющих матрицы жесткости CuCzzCss необходимо измерить скорость распространения продольных импульсных ультразвуковых колебаний в направлении главных осей симметрии XiXz, хзДля определения незавиоимых составляющих матрицы жесткости С44С55Сбе необходимо измерить скорости распространения сдвиговых импульсных ультразвуковых колебаний, у которых направление распространения и направление поляризации образуют главные плоскости симметрии XiXz, , XiXs.
Для определения независимых составляющих матрицы жесткости Ciz, Cis, Cz3 необходимо измерить скорости распространения квазисдвиговых импульсных ультразвуковых колебаний, у которых направления распространения колебаний находятся под углом 45° к двум главным осям симметрии при поляризации в направлении третьей.
Все указанные измерения возможны при определенной ориентации шарообразного образца между ультразвуковыми датчиками продольных и сдвиговых колебаний, которые присоединены к импульсному ультразвуковому дефектоскопу.
Предмет изобретения
Способ определения независимых составляющих матрицы жесткости ортотропного материала путем воздействия на материал ультразвуковыми импульсными колебаниями, отличающийся тем, что, с целью определения всех девяти незавиоимых составляющих матрицы жесткости ортотропного материала и повышения точности измерения, используют один образец ортотропного материала шарообразной
формы и его диаметр выбирают в зависимости от скорости распространения ультразвуковых колебаний в ортотропном материале, требуемой точности ее измерения и приборной погрешности измерения времени распространения ультразвуковых колебаний.
