Способ исследования физических процессов в телах в виде пластин и тонких оболочек Советский патент 1980 года по МПК G01N29/00 

(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРШЕС

В ТЕЛАХ В ВИДЕ ПЛАСТИН И ТОНКИХ ОБОЛО ЧЕК

Изобретение относится к области механических испытаний материалов, а именно к способам исследования физических процессов в телах в виде пластин и тонких оболочек. Известен способ исследования физиче ских процесхзов, протекающих в твердых телах, по которому исследуемое тело , подвергают внешнему воздействию, освещают поверхность тела лучом- света, и п интерференционной картине судят о физических процессах, тфотекающих в испыту мом теле 1 . Недостатком данного способа являет с я сложность обработки результатов измерения. Наиболее близким по технической суш ности в предлагаемому является способ исследования физических процессов в телах в ввде пластин и тонких оболочек, по которому 1-Сследуемое тело подвергвгют внешнему воздействию, регистрируют параметры СОСТОЯЕПШ исследуемого тела во множестве локальных областей, и по У)-.,. . -:. , -.,. .-. ; изменению этих параметров Bo iSpeiyfeHH судят о физических йроцессах, протекающих в исследуемом теле 2 . Во множестве локальных областей закрепляют терморезисторы, а в качестве регистрируемого параметра выбирают qonротивление тензорезисторов. Недостатком известного способа является сложность его реализации и недостаточная точность измерений за счет контактного съема информации, что требует большого количества присоединенных к тензсч езисторам проводников, оказывающих силовое воздействие на исследуемое тело, а также за счет получения информации в аналоговой форме. Целью изофетения является упрощение реализации способа и повыщение точности измерений за счет бесконтактного съема информации я представлении ее в частотной форме. Поставленная цель достигается тем, что во множестве локальных областей теа создают пленочные утолщения, которы э в случае отсутствия у материала тела пьезоэлектрических свойств выполняют из пьезоматериала, возбуждают в этих областях локализованные резонансные колебания сдвига по толщине, воздействуя на них через зазор электрическим полем, а в качестве регистрируемого параметра выбирают резонансные частоты этих колебаний. На фиг. 1 изображена пластина с локальными утолщениями, поясняющая сущность описываемого способа;, на фиг. 2 пример реализации способа. Способ состоит в следующем. В исследуемом теле 1, во множестве его локальных областей, создают пленочные утолщения 2, которые в-случае отсутствия у материала тела пьезоэлектрических свойств выполняют из пьезоматериала, возбулодают в этих областях локализованные резонансные колебания сдви га по толщине, воздействуя на них через зазор эиектрическим полем. Локапизация колебаний сдвига по толщине объясняется тем, что энергия этих колебаний локализуется в областях с больщей толщиной, а вне этих областей колебательная энергия практически близка к нулю. Утолщения создают за счет нанесения пленочных утолщений 2 из металла, диэлектрика или полупроводника. Затем исследуемое тело 1 подвергают внешнему воздействию, например силами F,,, Fg , F . F . что вызывает напряженное состояние исследуемого тела, во множестве локальных областей рргистрируют параметры состояния, в качестве которых выбирают резонансные частоты колебаний сдвига по толщине, и по изменению этих параметров во времени судят о фи зических процессах, протекающих в исследуемом теле 1. П р к м е р. На исследуемом теле 1 обладающем пьезоэлектрическими свойст вами, 1юпример, .в ввде пластины, наносят ряд пленочных утолщений 2 для соз дания под н«1ми областей локализованных механических колебаний. Возбуждение м ханических колебаний в локализованных областях осуществляется через зазор электрическим полем, создаваемым плас тинами 3 и 4 ковденсаторов. Эти же пл 7 2 тины 3 и 4 используются для съема инормации. Если исследуемое тело 1 не обладает ьезоэлектрическими свойствами, то в том случае этими свойствами должны бладать наносимые на исследуемое тело леночные утолщения 2 за счет бесконактного съема информации, т.е. отсутстие присоединенных, к исследуемому телу роводников позволяет снизить погрещостъ измерений, а представление измериельной информации в частной форме упощает реализацию способа, так как не ребует дополнительных преобразований измерительной информации при ее обработке на вычислительных мащинах. Формула изобретения Способ исследования физических процессов в телах в виде пластин и тонких оболочек, по которому исследуемое тело подвергают внешнему воздействию, регистрируют параметры состояния исследуемого тела во множестве локальных областей, и по изменению этих парамет ров во времени судят о физических процессах, протекающих в исследуемом теле, отличающийся тем, что, с целью упрощения реализации способа и повьш1ения точности измерений за счет бесконтактного съема информации и представления ее в частотной форме, во множестве локальных областей тела создают пленочные утолщения, которые в случае отсутствия у материала тела пьезоэлектрических свойств ВЫПОЛН5ПОТ из пьезоматериала, возбуждают в этих областях локализованные резонансные колебания сдвига по толщине, воздействуя на них через зазор электрическим полем, а в качестве регистрируемого параметра выбирают резонансные частоты этих коле. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Физика быстропротекающих процес.сов. М., Мир, т. 2, 1971, с. 1022.Тензометрия в машиностроении . Под ред. Макарова Р. А. М., Машиностроение, 1975, с. 7-ЗО (прототип).

111

tVyVJ tvyyl 11У1ЛУЯ

.T т т т т

0tn.i

f/г. 2