Устройство для определения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1Ю (И) 3(яЗ 0 01 N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3539198/25-28 (22) 12.01.83 (46) 30.04.84. Бюл. Р 16 (72) М.М.Бондарев, С.Б.Буйвис, В.A.Ãðå÷èøêèí, Л.A.Квачева и В.К.Русаков (53) 620.178.311.6(088.8) (56) 1. Малкин А.Я., Аскадский А.A., Коврига В.В. Методы измерения механических свойств полимеров. М., "Химия", 1978, с.182.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 819626, кл. 0 01 N 11/16, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЯЗКОУПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ ПРИ КРУТИЛЬНЫХ И ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЯХ, содержащее обратный крутильный маятник, имеющий инерционное тело, подвешенное с помощью упругого стержня к основанию, подвижный и неподвижный захваты для крепления образца и жесткий поводок, связывающий. инерционное тело с подвижным захватом образца, установленный на основании возбудитель колебаниЯ инерционного тела и виброизмерительный преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости испытаний путем обеспечения неизменного положения образца, основание выполнено поворотным на 90 в вертикальной плоскости с фиксацией в крайних положениях, а поводок соединен с инерционным телом шарнирно Е в центре инерционного тела, лежащим, на оси поворота.

1089479

Изобретение относится к исследованию вяэкоупругих характеристик материалов, а именно к устройствам для определения вяэкоупругих характеристик материалов при крутильных и иэгибных колебаниях. 5

Известно устройство для определения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных колебаниях, содержащее обратный крутильный маятник, имеющий инерционное тело, подве-10 щенное к основанию, подвижный и неподвижный захваты для крепления обРазца, установленные на основании возбудитель колебаний инерционного тела и .виброизмерительный преобразователь f 13.

Данное устройство не позволяет проводить испытание материалов при иэгибных колебаниях образца.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях, содержащее обРатный крутильный маятник, имеющий инерционное тело, подвешенное с помощью упругого стержня к основанию, подвижный и неподвижный заХваты для крепления образца и жесткий поводок, связывающий инерционное тело с подвижным захватом 30 образца, и установленный на основании возбудитель колебаний инерционного тела и виброизмерительный преобразователь f 2).

Известное устройство обладает вы- 35 сохой трудоемкостью испытаний, особенно при повышенных температурах, так как предполагает установку образца в двух крайних положениях„ сначала в вертикальной, затем в гори"4p зонтальной плоскостях.

Цель изобретения — уменьшение трудоемкости испытаний за счет обеспечения неизменного положения образца.

Поставленная цель достигается 45 тем, что в устройстве для определе.ния вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях, содержащем обратный крутильный маятник, имеющий инерционное тело, подвешенное с помощью упругого стержня к основанию, подвижный и неподвижный захваты для крепления образ-. ца и жесткий поводок, связывающий инерционное тело с подвижным захватом образца, и установленный на осно-55 ванин возбудитель колебаний инерционного тела и виброиэмерительный преобразователь, основание выполнено поворотным на 90 в вертикальной плоскости с фиксацией в крайних положениях,69 а поводок соединен с инерционным телом шарнирно в центре инерционного тела, лежащим на оси поворота.

Такая конструкция устройства позволяет снизить трудоемкость испыта- 65 ний, поскольку измеряемый образец не изменяет своего положения, а переход от измерений характеристик материалов при крутильных колебаниях к измерениям их при изгибных колебаниях обеспечивается поворотом основания на 90 в вертикальной плоскости с фиксацией в крайних положениях.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения вязкоупругих характеристик материалов в режиме крутильных колебаний; на фиг. 2 — то же, в режиме изгибных колебаний; на фиг.3верхняя часть устройства, вид сбоку.

Устройство содержит обратный крутильный маятник, имеющий инерционное тело 1, подвешенное с помощью упругого стержня 2 к основанию 3, подвижный захват 4 и неподвижный захват 5 для крепления образца б, жесткий поводок 7, связывающий инерционное тело 1 с подвижным захватом

4 образца 6, установленные на основании 3 возбудитель колебания инерционного тела 1, выполненный в виде пары электромагнитов 8, и фотоэлектрический виброизмерительный преобразователь 9, систему поворота. основания 3, выполненную в виде реверсивного электродвигателя 10, закрепленного на станине 11 и связанного. с основанием 3, шарнир 12, соединяющий поводок 7 с центром инерционного тела 1, лежащим на оси поворота и выподненный, например, в виде подшипника качения. Демпфирование некрутильных, колебаний инерционного тела 1 может быть осуществлено с помощью магнитного подшипника 13. Для исследования вяэкоупругих свойств в широком интервале температур используют термокриокамеру 14 и термокомпенсационное устройство для устранения влияния температурного удлинения образца на измеряемые характеристики, связанное с неподвижным захватом 5 образца 6 и состоящее иэ штока .15, имеющего две плоские поверхности, расположенные между двумя парами подшипников 16 качения, жестко соединенного одним концом с захватом 5 и связанного другим концом с уравновешивающим устройством, выполненным в виде рычага 17 с грузом 18. Фотоэлектрический виброизмерительный преобразователь 9 включает источник

19 излучения, оптическую шторку 20, прикрепленную к инерционному телу 1, и фотоприемник 21, подключенный выходом к блоку 22 обработки информации, Устройство работает следующим образом.

Для проведения испытаний при крутильных колебаниях с помощью электродвигателя 10 поворачивают и фиксируют основание 3 в таком положении, чтобы инерционное тело 1 приняло

1089479 горизонтальное положение (фиг. 1).

Закрепляют образец 6 между неподвижным и йодвижным захватами 4 и 5, и с помощью устройства уравновешивают суммарный вес образца 6, неподвижного захвата 5 и штока 15, затем возбуждают крутильные колебания инерционного тела 1 электромагнитами 8 и регистрируют их виброиэмерительным преобразователем 9.

Для возбуждения и регистрации 10 ,изгибных колебаний с помощью электI родвигателя 10 основание 3 поворачивают на 90О и Фиксируют в другом ,.крайнем положении таким образом, чтобы инерционное тело 1 приняло верти- 15 кальное положение (фиг. 2 ). При этом ось колебаний инерционного тела 1 становится пеопенпикуляоной оси поводка 7 и образца 6, что обеспечивает возбуждение изгибных коле- 7п баний в образце 6 при возбуждении крутильных колебаний инерционного тела 1 вокруг оси, проходящей через упругий стержень 2.

Соединение поводка 7 с инерционным телом 1 с помощью шарнира 12, находящегося в центре инерционного тела и лежащего на оси поворота ° обеспечивает легкий поворот инерционного тела относительно поводка и жесткое соединение с инерционным телом при колебаниях инерционного тела вокруг оси, проходящей через упругий стержень 2.

Использование поворотного на 90 » в вертикальной плоскости основания с фиксацией в крайних положениях ,:окращает время подготовительных операций при испытании образцов последовательно при двух типах колебаний, что приводит к уменьшению трудоемкости испытаний.

1089479 иг, Составитель В.Пастушин

Редактор И.Ковальчук Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Решетник

Заказ 2925/41 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4