Способ контроля анизотропии характеристик упругости материалов

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ АНИЗОТРОПИИ ХАРАКТЕРИСТИК .УПРУГОСТИ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что возбуждают в пробном стержне резонансные упругие колебания, приводят стержень в контакт с исследуемыь1 образцом материала , регистрируют изменения частот резонансных колебаний стержня, по которым определяют контролируемый параметр, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, последовательно изменяют угол наклона пробного стержня к поверхности образца 0-90° и вращают при этом пробный стержень вокруг оси, перпендикулярI ной к поверхности образца в точке контакта. (Л с: оо х1 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОбЦ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(511 С- 01 М 29/00

1 .ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП(РЫТИЙ (21) 3538569/25-28 (22) 11,01.83 (46) 15,09.84. Бюл, Р 34 (72) A.H.Áûêoâ, A.IO.Kàëÿäèí и Е.М,Кудрявцев (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (53) 620.179.16 (088.8) (56) 1.Техника радиационного эксперимента. Вып. 5. N Атомиздат,1977, с. 5-8.

2,Патент США Р 3302454, кл. 73-67,1, 1967 (прототип).

„„SU„„1113731 А (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ АНИЗОТРОПИИ

XAPAKTEPHCTHK УПРУГОСТИ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что возбуждают в пробном стержне резонансные упругие колебания, приводят стержень в контакт с исследуемым образцом материала, регистрируют изменения частот резонансных колебаний стержня, по которым определяют контролируемый параметр, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, последовательно изменяют угол наклона пробного стержня к поверхности образца

0-90 и вращают при этом пробный стержень вокруг оси, перпендикулярной к поверхности образца в точке ц, контакта.

1113731

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к методам контроля физико-химических характеристик материалов и изделий, и наиболее эффективно может быть использовано для измерения анизотропии характеристик упругости материалов как в лабораторных условиях, так и при промышленном контроле изделий.

Известен способ определения анизотропии характеристик упругости об- 1О разцон глатериалов, заключающийся в определении измерений резонансных частот образца в разных точках контакта возбуждающего знукопровода с образцом. Величина анизотропии характеристик упругости оценивается по отклонениям резонансных частот от собственной частоты образца (в изотропности материала) 317 .

Недостатком этого способа является ограничение, накладываемое на форму и размер образца, что отрицательно сказывается на производительности контроля, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля анизотропии характеристик упругости материалов, заключающийся в том, что ,возбуждают в пробном стержне резонансные упругие колебания, приводят 30 стержень н контакт с исследуемым образцом материала, регистрируют изменения частот резонансных колебаний стержня, по которым определяют контролируемый параметр L23, 35

Недостаток данного способа состоит н невозможности контроля аниэотропии свойств материала н направлениях, составляющих угол с поверхностью материала, что ограничивает функциональные возможности способа.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности контроля анизотропии н различных направлениях.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля анизотропии характеристик упругости материалов, заключающемуся в том, что возбуждают в пробном стержне резонансные упругие колебания, приводят стержень в контакт с исследуемым образцом материала, регистрируют изменение частот резонансных колебаний стержня, по которым определяют контролируемый параметр, последовательно изменяют угол наклона пробного стержня к поверхности образца

0-90 и вращают при этом пробный стержень вокруг оси, перпендикуляр- 60 ной к поверхности образца в точке контакта.

На фиг. 1 показано устройство, поясняющее сущность способа контроля аниэотропии характеристик упругости 65 материалов;на фиг.2 — схема устройства,реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит пробный стержень 1, на рабочем конце которого закреплен индентор 2 н виде твердого шарика, установленный на поверхности исследуемого образца 3, установленный на пробном стержне 1 излучающий преобразователь 4, соединенный с генератором 5 и частотомером б, приемный преобразователь 7, установленный на пробном стержне 1 и последовательно соединенный с фильтром 8, усилителем 9, один выход которого соединен с осциллографом 10, а другой выход через блок 11 преобразования частотанапряжение соединен с самописцем 12.

Способ осуществляется следующим образом.

В пробном стержне 1 с закрепленным на его конце индентором 2 возбуждаются иэгибные резонансные колебания с помощью излучающего преобразователя

4, на который поступает сигнал с генератора 5. Частотомером б настраинают пробный стержень на резонанс.

Затем приводят в контакт с исследуемым образцом 3 и с помощью приемного тракта, включающего приемный преобразователь7, фильтр 8, усилитель 9, осциллограф 10, блок 11 преобразования частота — напряжение, и самописца 12 определяют изменение резонансной частоты колебаний пробного стержня 1, После этого пробный .стержень 1 наклоняют относительно поверхности исследуемого образца 3 под заданным углом и последрвательно меняют ориентацию плоскости колебаний, вращая пробный стержень 1 вокруг оси О-G, перпендикулярной поверхности образца и проходящей через точку контакта пробного стержня l с образцом 3. При этом регистрируют изменения частоты колебаний стержня 1 относительно частоты колебаний свободного стержня 1.

Анизотропия характеристик упругости материала, например модуль сдвига н направлениях вдоль образующей конуса (фиг. 1), может быть рассчитана по изменениям резонансной частоты колебаний стержня при различной ориентации плоскости колебаний по формуле

Gz где С„ и С вЂ” модули сдвига материала в выбранных направлениях колебаний; г Х„ и Ы„ -изменения резонансной частоты колебаний пробного стержня в выбранных.напранлениях колебаний.

Для определения анизотропии в различных направлениях исследуемого образца заданный угол =(наклона проб1113731

Составитель С.Волков

Редактор А.Гулько Техред O.Håöå Корректор В.Бутяга

Заказ 6612/37 Тираж 822 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 ного стержня относительно поверхности образца изменяют от 0 до 90 .

Таким образом, изобретение позволяет проводить измерения анизотропии характеристик упругости в направлениях, составляющих любой угол с поверхностью образца, имеющего любую форму и размер.