Устройство для определения вязкоупругихХАРАКТЕРиСТиК ТВЕРдыХ МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N11/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вязкоупругих характеристик материалов, в частности модуля упругости, а также тангенса угла потерь вязкоупругого материала.

Известно устройство, содержащее систему, вносящую импульсное возмущение, и систему измерения и записи деформации образца. Образец выполнен в виде бипласти- ны из исследуемого материала и металла. По записи затухающих колебаний деформации образца определяют частоту и логарифмический декремент колебаний, а затем по формулам определяют упругий модуль и тангенс угла потерь материала 1.

Однако это устройство имеет недостаток, связанный с трудностью проведения точных измерений на одном образце в щироком диапазоне частот и невозможностью проведения измерений на образце в напряженном состоянии.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее узел для крепления исследуемого образца, систему возбуждения периодических колебаний жидкости в образце, выполненную в виде порщневого пульсатора с приводом, систему регистрации колебаний в образце и систему регистрации хода порщня пульсатора. Исследуются образцы, выполненные в виде отрезка трубы с герметичными заглущками. Вязкоупругие характеристики материала

определяются по частотным характеристикам образца, заполненного жидкостью 2. Недостатки данного устройства состоят в сложности оборудования для возбуждения периодических колебаний жидкости в широ Q ком диапазоне частот и сложности обработки получаемых на установке частотных характеристик, что, в свою очередь, приводит к понижению точности измерений.

Цель изобретения - повыщение точности измерений вязкоупругих характеристик

15 твердых материалов.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее узел для крепления исследуемого образца, выполненного в виде отрезка трубы с герметичными заглушками, систему возбуждения и систему регистрации колебаний в образце, дополнительно снабжено подвижной опорой, выполненной с возможностью скольжения в вертикальных направляющих, и ударной плитой, причем

исследуемый образец помещен на подвижную опору, а вертикальные направляющие жестко закреплены на ударной плите.

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.

Устройство включает манометр 1, щтуцер 2 наддува, верхнюю заглущку 3, направляющие 4, уровнемер 5, отрезок трубы 6 из исследуемого материала, тензодатчик 7, динамический датчик 8 давления, систему 9 регистрации переменной деформации стенки трубы, систему 10 регистрации переменного давления, подвижную опору 11, линию 12 заправки трубы жидкостью, ударную плиту 13, нижнюю заглущку 14, фиксатор 15, кран 16 уровнемера и заправочный кран 17.

Устройство работает следующим образом.

Отрезок трубы 6 из исследуемого материала, заглущенный с двух концов, с подключенным в нижней части динамическим датчиком 8 давления или тензодатчиком 7 устанавливают на подвижную опору 11, которую поднимают над ударной плитой 13 и фиксируют над ней фиксатором 15. Затем трубу заливают водой, уровень которой в трубопроводе замеряют по уровнемеру 5, и закрывают краны 16 и 17. Через щтуцер 2 наддува, расположенный в верхней заглушке 3, наддувают трубопровод газом до необходимого давления, фиксируемого манометром 1. Затем убирают фиксатор 15, и труба на подвижной опоре под действием силы тяжести движется по направляющим 4 вниз до упора в ударную плиту 13. В момент остановки в трубе возникает гидроудар, заставляющий жидкость в трубопроводе испытывать свободные затухающие колебания, которые с помощью динамического датчика 8 давления или тензодатчика 7 регистрируются системой 9 регистрации переменной деформации стенки трубы или системой 10 регистрации переменного давления. По записи затухающих колебаний определяют .собственную частоту колебаний, логарифмический декремент, упругий модуль и тангенс угла потерь материала.

Для получения зависимости вязкоупругих характеристик от частоты испытания проводят при разных уровнях заливки трубы

водой, при этом собственная частота трубы меняется. Для получения зависимости вязкоупругих характеристик от напряженного состояния материала испытания проводят при различнь1х давлениях наддува трубопровода.

Предлагаемое устройство имеет лучщие по сравнению с известными устройствами технические характеристики, высокую точность измерения и более щирокую область применения при более простом аппаратурном оформлении.

Формула изобретения

Устройство для определения вязкоупругих характеристик твердых материалов, содержащее узел для крепления исследуемого образца, выполненного в виде отрезка трубы с герметичными заглушками, систему возбуждения и систему регистрации колебаний в образце, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно дополнительно снабжено подвижной опорой, выполненной с возможностью скольжения в вертикальных направляющих, и ударной плитой, причем исследуемый образец помещен на подвижную опору, а вертикальные направляющие жестко закреплены на ударной плите.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров. М., Изд-во иностранной литературы, 1963, с. 155-156.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2742398 /18-25, кл. G 01 N 11/16, 979.

S