Обратный крутильный маятник Советский патент 1982 года по МПК G01N3/32 G01N11/16 G01N3/08 

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов, а именно к обратным крутильным маятникам, предназначенным для определения вязкоупругих свойств высокоэластичных материалов при растяжении и может быть использовано при исследовании процессов стеклования, криссталлизации и плавления материалов. Известен обратный крутильный маятник, в котором растяжение образца осуществляется с помощью рычага с грузом, соединенного с подвесом инер ционного тела маятника 1. Известный крутильный маятник позволяет исследовать вязкоупругие свой ства материалов при заданной постоян ной нагрузке. Однако он не обеспечивает возможности исследования в условиях заданной деформации ри больших значениях относительного удлинения образца. наиболее близким к предлагаембну по технической сущности и достигаемому результату является обратный крутильный маятник для определения вязкоупругих свойств материалов при растяжении, содержащий опору, термокамеру, расположенные в ней нижний и верхний зажимы для крепления образца исследуемого материала, инерционное тело, шток, соединяющий инерционное тело с верхним зажимом, подвеску инерционного тела, средства возбуждения крутильных колебаний и регистрации их параметров. В этом,крутильном маятнике растяжение образца осуществляется с помощью упирающейся в нижнюю поверхность .инерционного тела гайки, навинченной на верхнюю(резьбовую часть нет . подвижной втулки, жестко связанной с охватывающей образец гильзой, к дну которой прикреплен нижний захват. Так как растяжение осуществляется 397 подъемом инерционного тела, его подвеска (перекинутая через блоки нить с противовесом на ее свободном конце не зафиксирована. С помощью такого маятника можно исследовать материалы в условиях заданной деформации 2. Однако в известном маятнике задаваемые относительные деформации не превышают нескольких десятков про центов, так как увеличение деформаций привело бы к большому смещению инерционного тела относительно электромагнитов, возбуждающих крутильные колебания, и оптической системы измерения параметров этих колебаний. Между тем для исследования температурных переходов в высокоэластичных материалах в условиях растяжения в широком диапазоне заданных деформаций необходимо создавать деформации порядка W %, что не можетбь -ть осу ществлено с помощью известного крутильного маятника, Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей крутильного маятника за счет увеличения деформаций образца. Указанная цель достигается тем, что в обратном крутильном маятнике для определения вязкоупругих свойств вусокоэластичнух материалов ггри растяжении, содержащем опору термокамеру, расположенные в ней нижний и верхний зажимы для крепления образца исследуемого материала, инерционное тело, шток, соединяющий инерционное тело с верхним зажимом, подвеску ине ционного тела, средства возбуждения крутильных колебаний и регистрации их параметров, шток выполнен составным по длине из двух подвижных одна относительно другой в осевом направлении частей, соединенных фиксатором а подвеска прикреплена к опоре. Кроме того, одна из частей штока имеет продольный паз с боковыми выемками по его длине под фиксатор, за крепленный на другой части штока. На фиг. 1 схематично изображена механическая часть предлагаемого маятника; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Обратный крутильный маятник содер жит нижний и верхний зажимы 1 и 2 .для крепления образца 3 исследуемого материала, термокамеру k, составной . по длине шток, нижняя часть 5 которого, соединенная с верхним зажимом 2, представляет собой труЬку с продольным пазом 6, имеющим по длине боковые выемки 7 под закрепленный на другой части 8 штока фиксатор 3, снабженный гайкой 10. Инерционное тело 11, соединенное с верхней частью 8 штока, подвешено к неподвижной опоре 12. Подвеска инерционного тела 1 1 содержит рыча;13 и соединенные с его концами нить 14,прикрепленную к опоре 12, и н/1ть 15,соединенную с инерционным телом 11. Входящие в состав крутильного маятника средства -возбуждения крутильных колебаний и регистрации их параметров не изображены. Маятник работает следующим образом. Возбуждают при различных температурах любым известным методом крутильные колебания образца 3 и регистрируют параметры этих колебаний, по которым рассчитывают модуль сдвига и тангенс угла механических потерь материала образца 3. По температурным зависимостям этих величин судят о температурных переходах в материале при отсутствии деформации растяжения. Затем повторяют те же исследования в условиях растяжения образца. Для задания требуемой деформации растяжения нижнюю часть 5 штока поднимают, надвигая ее на верхнюю часть 8, вводят фиксатор 9 в соответствующую выемку 7 и затягивают гайку 10, соединяя тем самым части 5 и 8 штока между собой. Расстояние между выемками 7 выбирается соответственно требуемым ступеням деформации -образца 3. Поскольку подвеска инерционного тела 11 закреплена, положение последнего по вертикали остается неизменным, что позволяет проводить исследования при больших значениях деформации без перестановки средств возбуждения и регистрации колебаний. Сравнение вязкоупругих свойств растянутых и нерастянутых образцов дает дополнительную информацию о природе температурных переходов в материале. Изобретение позволяет с помощью весьма простых средств исследовать вязкоупругие свойства высокоэластичных материалов в широком диапазоне деформаций. Формула изобретения 1. Обратный крутильный маятник для определения вязкоупругих свойств