Способ определения динамических модулей упругости материалов

 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и обеспечивает возможность определения динамических модулей упругости : неоднородных материалов покрытий. Способ предусматривает проведение двух испытаний цилиндрических стержневых образцов. В каждом испытании последовательно возбуждают продольные и крутильные резонансные колебания образца на основной и высшей формах, регистрируют частоты этих колебаний. При первом испытании используют образец , состоящий из сплошной однородной подложки и неоднородного покрытия , а перед повторным испытанием в подложке выполняют центральное отверстие . По зарегистрированным частотам колебаний определяют изменение модулей упругости и плотности вдоль радиуса сечения образца. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5() 4 С 01 N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3834252/25-28 (22). 26.12.84 (46) 30.05.86. Бюл. )) - 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (71) Кишиневский ордена Трудового

Красного Знамени сельскохозяйственный институт. им. М.В.Фрунзе (72) Л.Г.Штейнберг (53) 539.32(088.8) (56) Баранов В.M., Пастушин В.В. Определение модуля упругости и коэффициента Пуассона стержневых образцов изотропных материалов. — Заводская лаборатория, 1979, т.45, Ф 2, с.175-176.

Авторское свидетельство СССР

)(- 1151078, кл. G 01 N 3/32, 1983. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и обеспечивает возможность определения динамических модулей упругости неоднородных материалов покрытий.

Способ предусматривает проведение двух испытаний цилиндрических стержневых образцов. В каждом испытании последовательно возбуждают продольные и крутильные резонансные колебания образца на основной и высшей формах, регистрируют частоты этих колебаний.

При первом испытании используют образец, состоящий из сплошной однородной подложки и неоднородного покрытия, а перед повторным испытанием в подложке выполняют центральное отверстие. По зарегистрированным частотам колебаний определяют изменение модулей упругости и плотности вдоль радиуса сечения образца.

1234753 h = 18460 Гц, г 12460 Гц.

Э, = 5660 Гц, -Э, = 3640 Гц, Е = Е,(1 — 0,15 г);

G = С,(1 — 0,21 r);

p = p (1 — 025r);

Е = 3 ° 10 ИПа

1 Ф

С, = 1,25 10 MIa5 з

6900 кг/м

40 где,Š— модуль Юнга;

G — модуль сдвига; — плотность материала покрытия;

r — радиус образца.

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов и может быть использовано для определения динамических модулей упругости материалов неоднородных покрытий.

Цель изобретения — испытание неоднородных материалов покрытия.

Способ осуществляется следующим образом.

В цилиндрическом стержневом образ1О це, состоящем из однородной подложки и неоднородного покрытия последовательно возбуждают продольные и кру- тильные резонансные колебания на основной и высшей формах, регистрируюют частоты этих колебаний, например, при помощи пьезопреобразователя и регистрирующего прибора.

Затем перед повторным испытанием в подложке выполняют центральное от-

20 верстие и повторяют испытания, регистрируя частоты аналогичных форм резонансных колебаний образца. Перед .проведением каждого испытания измеряют геометрические размеры образца, его подложки и покрытия, с учетом которых по измеренным частотам резонансных колебаний образца вычисляют плотность и модули упругости (модуль сдвига и модуль Юнга) материала по- З0 крытия образца, решая соответствуюшие уравнения колебаний.

Пример. При первом испытании используют стержневой образец круглого поперечного сечения длиной 1

= 0,2 м. и диаметром D = 0,013 м и внешним диаметром подложки .d =

= 0,009 м. В качестве покрытия используют материал EuO + Со, наносимый на стальную подложку.

Способ осуществляется на экспериментальной установке, состоящей из излучающего пьезопреобразователя, на который подают напряжение переменной частоты от генератора Г 31047С, с по- 45 мощью автоматической регулировки усиления (АРУ) поддерживается постоянная амплитуда излучающего сигнала на всех частотах. Одновременно сигнал с генератора подают на вход двухкоординатно—

ro самописца ПДС-021. Колебания образца воспринимаются приемным пьезопреобразователем, усиливаются широкополосным усилителем и передаются на вход самописца. Значения соответствую- 5 щей частоты регистрируются частотомером 43-33. Один из концов стержня закрепляют и возбуждают воздействием на свободный конец крутильные колебания, плавно увеличивая их частоту.

В результате измерения получают последовательность собственных частот крутильных колебаний:

6350 Гц, з = 19860 Гц.

Затем в образце возбуждают продольные колебания, плавно увеличивая частоту. В результате измерения получают также последовательность собственных частот продольных колебаний: — 4840 Гц, 1 = 13610 Гц

Затем в подложке выполняют центральное отверстие диаметром 0,006 м.

При повторном испытании образца опять возбуждают крутильные и продольные колебания и получают также последовательность собственных частот этих колебаний:

По полученным последовательностям частот колебаний определяют изменения характеристик упругости и плотности вдоль радиуса сечения образца:

Формула изобретения

Способ определения динамических модулей упругости материалов, заключающийся в том, что в цилиндрическом стержневом образце дважды последовательно возбуждают продольные и крутильные резонансные колебания на основной и высшей формах и регистрируют частоты этих колебаний, по которым определяют плотность и динамические модули упругости материала образца, отличающийся тем, что, с целью испытания неоднорсдных мате3 1234753 4 риалов покрытия, при первом испытании нородного покрытия, а перед проведеиспользуют образец, состоящий из нием повторного испытания и подложке сплошной однородной подложки и неод- выполняют центрапьное отверстие.

Составитель В.Пастушин

Редактор А.Авраменко Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар

Заказ 2978/47 Тирах 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4,