Устройство для измерения амплитудно-частотных и диссипативных характеристик колебаний образцов Советский патент 1982 года по МПК G01H1/00 

Изобретение относится К измерительной технике и может быть использовано для измерения механических свойств твердых тел при колебаниях,например для измерения демпфирующих упругих и вибрационных характеристик образцов металлов, стекол,,полимеров и композиционных материалов.

Известно устройство для непрерывной регистрации внутреннего трения и модулей упругостей, состоящее из электронного блока, двух вибродат:чиков (возбудителя и приемника колебаний) , образца в форме стержня, подвешенного на тонких нитях вблизи узлов колебаний 1.

йедод.татко м данного ух:тройства

-Является отсутствие возможности возбуждения продольных колебаний образца, что сужает функциональные

возможности устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения амплитудночастотных и диссипативных характеристик колебаний образцов, содержащее.,-основание, размещенную на нем . разъеглнук печь и соосно размещенные по юбе стороны и установленные на основании с помощью держателей вибро-.

возбудитель и вибродатчик с прикрепленными к ним нитями, предназначенными для создания акустической связи вибровозбудителя и вибродатчика с образцом 2.

Недостатком изв естногр устройства является низкая д-очность измерения амплитудно-частотных характеристик образцов материалов при различных темпе10пературах, так как при изменении температуры свойства образца и силанатяжения нити изменяются независимым образом, что обуславливает воз, можность .разделения вкладов в изме15нение амплитуды выходного сигнала виброприемника.

Цель изобретения - повышение точности измерения амплитудно-частотных характеристик колеблющихся образцов

20 при различных температурах путем стабилизации силы натяжения нити.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения ампли,тудно-час отных и диссипативных

25 характеристик колебаний образцов, содержащее основание, размещенную на нем разъемную печь и соосно размещенные по обе стороны и установленные на основании с помощью

30 держателей вибровозбудитель и вибродатчик с прикрепленными к ним нитями предназначенными для создан ся акусти ческой связи вибровоэбудителя и вибродатчика с образцом, снабжено ем-костями с жидкостью, установленными , на. основании,: держатели выполнены в виде поплаков, каждый из которых Помещен в емкость, и упругих элементов, связывающих вдоль нитей возбуди тель и., вибродатчик с основанием. На чертеже представлена функциональ ная схема устройства. Устройство состоит из основания 1 электронного блока 2 и испытательног блока, включающего основание 1, разъемную печь 3 и соосно размещенны по обе стороны и установленньае на основании с помощью держателей вибро возбудитель 4, вибродатчик 5 с прикрепленными к ним нитями б и 7, предн :наченными для создания акустической связи вибровозбудителяи вибродатчик с образцом, и натянутыми между вибро возбудителем 4 и вибродатчиком.5, и торцами образца 8, закрепленного в средней его части зажимом 9, емкостей 10 и11 с .жидкостью, например с миниральным маслом, установленными на основании 1, причем держатели выполнены в виде поплавков 12 и 13, каждый из которых помещен в емкость 10и 11, и упругих элементов 14 и 15 связывающих вдоль нитей б и 7 вибро.возбудитель 4 и вибродатчик 5 с основанием 1. Устройство работает следующим образом. Напряжение переменного тока с электронного блока 2 подают на вибровозбудитель 4, преобразующий это напряжение в механические колебания которые по НИТИ 6 поступают на .торец образца-8. Колебания противоположного торца поступают по нити 7 на вибродатчик 5, в котором они преобразуются в напряжение переменного то ка, поступающее в электронный блок 2 При комнатной температуре, необходимой для устойчивой акустической связи вибровозбудителя 4 и вибродатчика 5 с образцом, натяжение нитей б и 7 задают растяжением упругих элементов на величину X (см). При коэффициенте жесткости упругого элемента в растянутом состоянии, равном К (г/см), сила натяжения нитей равна f г. При нагревании образца над1°С его торец перемещается вдоль оси образц на расстояние г,,(п где-oi. - средний температурный коэффи циент линейного расширения материал образца, град. С ; ЕО - длина образца при комнатной температуре {см.Поплавок 12 с виброозбудителем 5 перемещается от центра образца 8 на ту же самую величину, а натяжение упругого элемента 14 уменьшается на величину af К-Е , К - коэффициент жесткости упругого элемента в растянутом состоянии,г/см. Относительное изменение силы напряжения составляет величину 100% f--100 о/о. (2) Эта величина может быть сколь угодно малой за счет выбора материала и конструкции упругого элемента с малым коэффициентом жесткости К. Устройство позволяет поддерживать силу натяжения нитей на-уровне, обеспечивающем УСТОЙЧИВУЮ акустическую связь вибродатчиков с образцов с любой наперед заданной точностью за счет использования высокой стабильности свойств упругих элементов и отсутствия сухого трения, при перемещениях вибродатчиков,установленных на поплавках. За счет этого достигается повышение точности измерения внутреннего трения, модуля упругости и амплитудно-частотных характеристик . Формула изобретения Устройство для измерения амплитудно-частотных и диссипативных характеристик колебаний образцов, содержащее основание, размещенную на нем разъемную печь и соосно размещенные по обе ее стороны и установленные на основании с помощью держателей вибровозбудитель и вибродатчик с прикрепленными к ним НИТЯМИ, предназначенными для создания акустической связи вибровозбудителя и вибродатчика с образцом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно .снабжено емкостями с жидкостьк, установленными на основании, держатели выполнены в виде поплавков, каждый из которых помещен в емкость, и упругих элементов, связывающих вдоль нитей . вибровозбудитель и вибродатчик с основанием. Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе 1.Криптал М.А.,Головин С.А. Внутреннее трение и структура металлов, М., Металлургия, 1976, с. 74. 2.Испытание металлов. Под ред. К. Нитцше, М., Металлургия, 1967, с. 331 (прототип).

S

±.-L--ri-l--fj Rvwwftwasza

f3

W

ffi ff