Способ определения модуля нормальной упругости и модуля сдвига материала

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ НОРМАЛЬНОЙ УПРУГОСТИ И МОДУЛЯ СДВИТА МАТЕРИАЛА, заключакицийся в том, что в образце материгша возбуждают резонансные колебания по основной И; высшей формам, колебаний, измеряют собственные частоты этих колебаний и по ним вычисляют искомые модули, о т л и ч ающи и с я тем, что, с целью использования его для исследования Изотропного материала, ис пользуют рбра.зец в виде стержня квадратного сечения и возбуждают Крутильные колебания, при этом крутильные колебания по высшей форме возбуждают на наименьшей частоте, при которой происходит дёпланация поперечного сечения образца.

Й9) Я0 (1и:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) 0 01 3 32 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3407559/25-28 (22) 11.03.82 (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 (72) Г.Л. Штейнберг, Л.И. Дехтярь и А.Ш. Клейман (71) Кишиневский сельскохозяйственный институт им. M.В. Фрунзе (53) 620.178.311.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 697874, кл. 0 01 N 3/32, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 3298581/25-28, кл. а 01 .m 3/32,,1981 (прототип) (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ

НОРМАЛЬНОЙ УПРУГОСТИ И МОДУЛЯ СДВИ ГА МАТЕРИАЛА, эаключаюшийся в том, что в образце материала возбуждают резонансные колебания по основной и высшей формам колебаний, измеряют собственные частоты этих колебаний и по ним вычисляют искомые модули, ..о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью использования его для исследования иэотропного.материала, Нс» пользуют образец в виде стержня квадратного сечения и возбуждают крутильные колебания, при этом крутильные колебания по высшей форме возбуждают на наименьшей частоте, при которой происходит депланация поперечногО сечения образца.

1060982

ВНИИПИ Заказ 10028/43

Тираж 873 Подписное,I

Филиал ППП "ПатЕнт", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материала, а именно к способам определения модуля нормальной упругости и модуля сдвига материала.

Известен способ определения упругих свойств ортотропного материала, заключающийся в том, что испы- тывают два кольцевых образца, измеряют собственные частоты первого тока изгибно-крутильных колебаний в плоскости кольцевого образца и собственные частоты первого тока изгибных колебаний в плоскости кольца и по результатам измерений вычисляют две упругие постоянные матери- 15 . aria в двух взаимно перпендикулярных плоскостях сечений образца (1) .

Недостаток известного способа— ,его трудоемкость, связанная с испы- . .танием двух образцов. 20

Наиболее близким к предлагаемому. по технической сущности и достигаемому результату, является способ определения модуля нормальной упругости:и модуля сдвига материала, заключающийся в том, что в образце материала возбуждают резонансные колебания по основной и высшей форме коле баний, измеряют собственные частоты этих колебаний и но ним вычисляют искомые модули. Согласно известному способу используют кольцевой образец, возбуждают изгибные колебания и определяют модуль нормальной упругости . ..в тангенциальном направлении и модуль . сдвига в плоскости сечения кольца (2) .>5

Однако известный способ пригоден только"для исследования ортотропных материалов и не может быть использован для исследования изотропного ..материала, поскольку возбуждение из- 40 гибньтх колебаний изотропного об- разца на двух различных частотах позволяет определить лишь одну упругую постоянную материала. Преимуществом этого способа является возмож.ность определения модуля нормальной упругости:и .модуля сдвига на одном образце при одном виде колебаний.

Цель изобретения - обеспечение возможности использования способа для исследования изотропного материала.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения модуля нормальной:упругости и модуля сдвига материала, заключающемуся

S том, что в образце=материала возбуждают резонансные колебания. по основиой и высшей формам колебаний, измеряют собственные частоты этих колебаний и по ним вычисляют иско- 60 мые глодули, используют образец в виде стержня квадратного сечения и возбуждают крутильные колебания, при этом крутильные колебания по высшей форме возбуждают на наименьшей частоте, при которой происходит депланация поперечного .сечения образца. !

Способ осуществляют следующим об- разом.

Образец в виде стержня квадратного сечения закрепляют на установке для вбэбуждения крутильных колебаний, содержащей излучающий пьезопреобраэователь для возбуждения колебаний и приемный преобразователь для измерения частоты образца. В образце возбуждают крутильные колебания, постепенно увеличивают частоту колебаний, при этом с помощью автоматической регулировки усиления поддержизают постоянной амплитуду излучающего сигнала на всех частотах, и определяют частоту основной формы . колебаний, при которой сохраняется форма поперечного сечения образца.

Затем увеличивают частоту возбуждения колебаний и определяют резонансную частоту Х2 колебаний, при которой происходит депланация, т.е. искажение формы поперечного сечения образца. Выбор наименьшего значения частоты колебаний, при которой происходит депланация поперечного .сечения образца и ее опознавание в частотном. спектре, осуществляют с помощью.приемного преобразователя.

Затем по измерению значениям собственных частот вычисляют модуль нормальной упругости и модуль сдвига .по формулам

6 = 4,08 10 „, р 1/а, 2 4К (1-К .) +K< -1

Г(... Т вЂ” а 4 2где р — вес образца;

1 и а - длина и сторона сечения образца, Достигаемая при использовании изоб ретения возможность определения моду лей нормальной упругости и сдвига изотропного материала на одном образце при одном виде колебаний позволяет сократить время испытаний, так как обычно укаэанные модули изотропного материала определяются при двух испытаниях — при крутильных и изгибных (или продольных) колебаниях.