Способ определения модулей упругости третьего порядка материалов

 

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов и позволяет повысить точность определения модулей упругости третьего порядка материалов за счет учета физической нелинейности их изотерми- .ческого деформирования. Способ предусматривает измерение плотности ма- . териала образца, возбуждение в обр азце не менее трех упругих волн с различной поляризацией или направлением их распространения при нагружении образца и без нагрузки измерение скоростей распространения этих волн и параметра напряженно-деформированного состояния образца и вычисление по измеренным величинам искомых модулей . Согласно изобретению измеряют 1|е напряжение, а деформацию образца. При возбуждении поперечных упругих волн плоскости их поляризации должны быть взаимно ортогональны. 1 з.п. ф-лы. W ISD 41. 4 СЛ СЛ ISD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1244552 А 4 (я) 4 о1 И 3 32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ э

KE".") И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц.

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ц:ь. ;М (21) 3777685/25-28 (22),31.07.84 (46) 15.07.86. Бюл. Н- 26 (71) Геологический институт Ордена

Ленина кольского филиала им. С.М.Кирова АН СССР (72) С.И.Рубннраут (53) 620.178.3 (088.8) (56) Коробов А.И; и др. Модули. упругости третьего порядка в кристалле

КДР. — Кристаллография, 1978, т. 23, вып. 3, с. 566-569.

Бакулин В.Н., Протосеня А.Г. О наличии нелинейных эффектов при распространении упругих волн в горных породах. ДАН СССР. 1982, т. 263, В 2, : с. 314-316. ., (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОДУЛЕИ УПРУГОСТИ ТРЕТЬЕГО ПОРЯДКА MATEPHAJIOB (57) Изабретение относится к механическим испытаниям материалов и позволяет повысить точность определения модулей упругости третьего порядка материалов за счет учета физической нелинейности их изотермического деформирования. Способ предусматривает измерение плотности ма-, териала образца, возбуждение в образ це не менее трех упругих волн с различной поляризацией нлн направлением их распространения при нагружении образца и без нагрузки, измерение скоростей распространения этих волн и параметра напряженно-деформированного состояния образца и вычисление по измеренным величинам искомых мо.С дулей. Согласно изобретению измеряют у не напряжение, а деформацию образца.

При возбуждении поперечных упругих волн плоскости их поляризациц должны быть взаимно ортогональны. 1 з.п. ф лые

12Ь4552

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, а именно к способам определения модулей

Измеряют плотность Р материала образца, возбуждают в образце не менее трех упругих волн с различной поляризацией или направлением их распространения при нагружении образца одноосной или всесторонней нагрузкой и без нагрузки, измеряют скорости V ) распространения этих волн, относительную деформацию g щ материала образца и по измеренным величинам рассчитывают модули упругости L.„) „ ) третьего порядка из соотношения

35

Р /i = ii>+

) где C — модули упругости второго порядка ненагруженного материала, — направление распростра-., нения упругой волны, .J — направление колебаний частиц в волне, iJ, = 1,2,3..

В случае, если две из трех возбуждаемых упругих волн поперечные, необходимо, чтобы плоскости их поляризации были взаимно ортогональны.

Пример. В образце гранита, имеющего форму цилиндра с высотой и диаметром 10 см, методом гидростатического взвешивания измеряют

50 упругости третьего порядка материалов.

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности.

Согласно изобретению в качестве параметра напряженно-деформированного состояния образца выбирают его деформацию, благодаря чему повышается точность определения модулей упругости третьего порядка материалов за счет учета физической нелинейности их изотермического деформирования.

Кроме того, при возбуждении в исследуемом образце поперечных упругих волн необходимо, чтобы плоскости их поляризаций были взаимно ортогональны. При этом измеряемые скорости этих волн будут независимыми инфор- 20 мативными параметрами деформационного состояния материала образца.

Способ осуществляется следующим образом. плотность материала, которая составляет 2650 кг/м . Затем образец материала исследуют с помощью ультразвуковой установки ДУК-66. В об в . разце возбуждают и регистрируют про.дольные и поперечные волны (или, например, продольные и поверхностные), измеряют времена их распространения и по ним рассчитывают зна.— чения скоростей этих волн. Они составляют для продольной волны Vp =

= 3790 м/с, для поперечной V

= 2630 м/с. По значениям скоростей рассчитывают величину модулей упругости второго порядка ненагруженного материала (Слл л =3,88 ° 10 Па и Сл л = ло

1,87 10 Па) . Затем к образцу приклеивают две пары тензодатчиков, необходимых для последующего измерения деформаций гранита. Образец помещают между плитами стандартного пресса. Между образцом и каждой из плит устанавливают жесткую матрицу с расположенным внутри датчиком упругих волн. Образец нагружают, измеряя при этом величину деформаций гранита. Величина осевых деформаций

-5 составляет „л =-84 10, поперечныхГ = +13 ° 10 .- Затем измеряют ско9.2, рость. распространения продольной вол° ны в образце вдоль оси нагрузки, которая составляет Vp 4780 м/с. В направлении, перпендикулярном оси нагрузки, размещают датчики попереч.ных волн и измеряют скорости распространения двух поперечных волн с ортогональными плоскостями поляризации, совпадающей с осью нагрузки и перпендикулярной к ней. Они имеют значения / „ = 3030 м/с и Ч

= 2840 м/с. Измеренные величины подставляют в формулу (1) и получают следующие значения модулей упругости третьего порядка: лл =-3 10 Па, Сц, =-0,9 ° 10 Па, лъ цл =-О, 6 ° 10 Па. и

Формула изобретения

1. Способ определения модулей упругости третьего порядка материалов, по которому измеряют плотность материала образца, возбуждают в образце не менее трех упругих волн с различной поляризацией или направлением их распространения при нагружении образца,и без нагрузки, измеряют скорости распространения этих волн, па1244552 нальны.

Составитель В.Пастушин

Редактор М.Петрова Техред Н.Бонкало Корректор И.Муска

Заказ 3908/46 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 раметр напряженно-деформированного состояния образца и по измеренным величинам рассчитывают модули упру- гости третьего порядка, о т л и— ч а ю.шийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве параметра напряженно-деформированного состояния образца измеряют его деформацию.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при возбуждении поперечных упругих волн плоскости их поляризации взаимно ортого