Способ определения коэффициента гистерезисных потерь материала при качении Советский патент 1982 года по МПК G01N19/02 

(5) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТ/ ГИСТЕРЕЗИСНЫХ ПОТЕРЬ МАТЕРИАЛА ПРИ КАЧЕНИИ

I

Изобретение относится к технике опрелеления физико-иеханических свойств материалов и в частности коэффициента гистерезисных потерь материала при качении.

Известен способ определения коэффициента гистерезисных потерь материала при качении, заключающийся в том, что сопрягают плоскую рабочую поверхность образца с опорами (физического маятника, выполненными в виде тел качения, размещают образец с маятником в контролируемой атмосфере, маятнику задают начальную амплитуду колебаний,обеспечивающую перекатывание его опор по поверхности образца, регистрируют амплитуды затухающих колебаний маятника в режйгме его перекатывания, а также размеры площадки контакта между опорами маятника и поверхностью образца, по которым определяют коэффициент гистерезисных потерь материала образца tn..

Известный способ обладает невысокой точностью из-за того, что процесс затухания колебаний маятника , помимо потерь на гистерезис в материале образца, обусловлен наличием на его поверхности загрязняющих пленок, которые вносят существенный вклад в процесс диссипации энергии. Кроме того нахарактер процесса затухания колебаний

to маятника оказывает влияние вязкое трение о воздух. Весьма широкий диапазон амплитуд колебаний маятника, используемый в известном способе, вносит погрешность в измеISряемую величину вследствие широкого диапазона скоростей качения и как результат этого - больших потерь на вязкое трение в тонких поверхностных пленках. Начальную

20 амплитуду колебаний маятника задают произвольно.

Цель изобретения - повышение точности измерений. 3 Поставленная цель достигается благодаря тому, что начальную амплитуду колебаний маятника do выбирают из условия dl о i 2,5 d/R, где о - радиус площадки контакта, R - радиус опор маятника, а в качестве контролируемой атмосферы используют вакуум. На фиг. 1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Устройство содержит вакуумную камеру 1, в которой на кронштейне 2 закреплены образцы 3- Физический маятник j своими опорами 5 выполненными в виде тел качения (изображены 2 сферические опоры; в случае цилиндрической формы используется одна опора), опирается на плоскую рабочую поверхность образца 3- Устройство оснащено соленоидом 6, пред назначенным для задания физическому маятнику 4 начальной амплитуды колебаний, и блоком измерения затухаю щих амплитуд колебаний маятника, состоящим из флажка 7, установленно го на маятнике 4, фотодиодов 8 и светодиодов 9, установленных на камере 1. Способ реализуется следующим обр . зом. Перед началом измерений опоры 5 (предпочтительной формой опор 5 явл ется сферическая) и плоскую рабочу поверхность образца 3 обезжиривают после чего физический маятник уст навливают опорами 5 a плоскую рабочую поверхность образца 3- Из камеры 1 с помощью вакуумных насосов откачивают воздух до давления в ней порядка Па. Определяют отношение радиуса пло щадки контакта о между опорами 5 и поверхностью образца 3 к радиусу R опор 5 по формуле a/R Y5 :(1-W М - масса физического маят ка k вместе с опорами Е и л) - модуль Юнга и коэффициент Пуанссона матери ла образца 3, соответственно;g - ускорение свободного п дения. Для обеспечения преимущественно упругого контакта между опорами 5 и образцом 3 целесообразно при выборе массы М маятника использовать следующее соотнснление: М KR, где К 2-10 для упругих материалов и К 10 кгм для вязкоупругих материалов. С помощью соленоида 6 маятнику задают начальную амплитуду колебаНИИ do близкую к значению ip 2,5 а/Н Посредством блока измерения затухающих колебаний маятника регистрируют его свободные колебания 07 амплитуды do ДО амплитуды dn 2 a/R, соответствующей концу линейного участка кривой затухания. Значение коэффициента гистерезисных потерь С материала образца 3 определяют по формуле г 1 P(cosoln - cos do 1 3 па () где f - расстояние от центра масс маятника k до оси вращения;oLn - конечная амплитуда колебаний маятника после совершения им п полных колебаний. Использование предлагаемого способа повышает достоверность и воспроизводимость результатов измерений трения качения и коэффициента гистерезисных потерь в испытуемом материале. Формула изобретения Способ определения коэффициента гистерезисных потерь материала при качении, заключающийся в том, что сопрягают плоскую рабочую поверхность образца с опорами физического маятника, выполненными в виде тел качения, размещают образец с маятником в контролируемой атмосфере, маятнику задёют начальную амплитуду колебаний, обеспечивающую перекатывание его опор по поверхности образца, регистрируют амплитуды затухающих колебаний маятника в режиме его перекатывания и размеры площадки контакта между опорами маятника и поверхностью образца, по которым определяют коэффициент гистерезисных потерь материала образца, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, начальную амплитуду колебаний маятника do выбирают из условия do 2,5 d/R,

59170706

где d - радиус площадки контакта, 1. Конеинсаров Д.В. ИсследоваК - радиус опор маятника, а в качест-ние трения второго рода методом

ве контролируемой атмосферы исполь-маятниковых колебаний. - Труды Сизуют вакуум.бирского физико-технического иИстиИсточники информации, 5тута. Вып. 28. Томск. с. 223принятые во внимание при экспертизе239 (прототип).