Способ исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях
Изобретение относится к способам исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях. Цель изобретения - повьшение точности исследования демпфирующих свойств за счет обеспечения однородного деформированного состояния. К свободному концу консольно закрепленного образца прикрепляют инерционный груз 4. Возбуждают поперечные резонансные колебания, регистрируют параметры колебаний и по ним судят о демпфирующих свойствах материала. Используют образец с двумя слоями 1 покрытия одинаковой толщины, нанесенными на поверхности подложки 2, перпендикулярные плоскости колебаний. Толщину покрытия и подложки выбирают из условия обеспечения однородности деформированного состояния по толщине , а закон изменения ширины образца, массу и момент инерции груза назначают из приведенных расчетных зависимостей , полученных из условия обеспечения постоянства деформащш образца по его длине. 2 ил. i (Л 00 05 СО О о 4
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„,, 1363004 А1,51, 4 G 01 N 3/32
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 „
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬС ГВУ
БН.:,,tl i
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4067808/25-28 (22) 03.03.86 (46) 30. 12.87. Бюл. N - 48 (75) С.В.Буйлов, С ° В,Дятченко, С.И.Корягин и А.П.Яковлев (53) 534.282:620.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
9 654882, кл. G 01 N 11/16, 1979.
Авторское свидетельство СССР
Ф 98645, кл. G 01 М 5/00, 1953. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕМПФИРУЮ- "
ЩИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПОПЕРЕЧНЫХ
КОЛЕБАНИЯХ (57) Изобретение относится к способам исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях.
Цель изобретения — повышение точности исследования демпфирующих свойств покрытий за счет обеспечения однородного деформированного состояния.
К свободному концу консольно закрепленного образца прикрепляют инерционный груз 4. Возбуждают поперечные резонансные колебания, регистрируют параметры колебаний и по ним судят о демпфирующих свойствах материала.
Используют образец с двумя слоями 1 покрытия одинаковой толщины, нанесенными на поверхности подложки 2, перпендикулярные плоскости колебаний.
Толщину покрытия и подложки выбирают из условия обеспечения однородности деформированного состояния по толщине, а закон изменения ширины образца, массу и момент инерции груза назнача- а ют из приведенных расчетных зависимостей, полученных из условия обеспечения постоянства деформации образца по его длине. 2 ил, 1 136300
Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях.
Цель изобретения — повьппение точности исследования демпфирующих свойств покрытий за счет обеспечения однородного деформированного состояс ния покрытия. 10
На фиг. 1 изображено устройство, для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — то же, вид сверху.
Образец постоянной толщины и переменной ширины с двумя слоями 1 покры- 15 тия одинаковой толщины, нанесенными на поверхности подложки 2, закрепляют консольно широкой частью в массивной опоре 3. К свободному концу образца прикрепляют инерционный груз 4 и возбуждают в образце поперечные ре-: зонансные колебания по первой форме, Покрытие наносят на поверхности колебаний, причем толщину покрытия и подложки выбирают из соотношения 25
t ca. по«
1-K»
И.)2. Z
Ь (е)-«
У
2, 7 J E z2Дг
Кс „„, где t )), по< аоод
К
Ь (х)
Ь(е) и Ь (е) I,(, (К), I-3/4(К), К„,(К), К-3/4 (К) !
- модифицированные функции
Бесселя первого и второго рода;
I — момент инерции, груза;
И вЂ” масса груза;
Ы вЂ” собственная круговая частота;
1 — длина образца;
35, p — плотность материала слоя;
Е„ — модуль упругости материала слоя; — толщина слоя, h — расстояние, отсчитываемое
40 от нейтральной плоскости до ближней поверхности к-го слоя
n — число слоев; х — координаты точки по дли45 не образца.
Регистрируют параметры колебаний, по которым судят о демпфирующих свойствах материала. Выбор соотношения толщины покрытия и подложки обеспе50 чивает требуемую однородность деформированного состояния по толщине покрытия, а выбор закона изменения ширины образца, массы и момента инерции груза обеспечивает требуемую однород55 ность деформированного состояния по
; длине покрытия при динамическом изгибе образца.
Таким образом, материал покрытия при поперечных колебаниях испытуемо)) ы, pt с—
h h«
2 > Еz2dz
«û1
Ь(е) — — "-сК (k)
2- ((4 (.с,—
Ф
1 < 4 (1с, ) +К (k )+ "-().).
->t4 2. 1 2,Г Р /4 (I (k )- — — -— 4 2 1 ñ
I I4(k, ) ) с (b(e) ° (+
2(1
-Ь (е) I 1 я
h(e)
)) h« У
Е«х dz
«-1 hl(3 а закон изменения ширины образца, массу и момент инерции груза назначают иэ условия
Ь(х) =1х (с, I,> (К)+с К«z(«));
12 где k-=-" " с k
2 2 с= — — — — (I (k) К(l" (k ) е I )4(К, ) LI,),(k,) - 4 . г 12,.ГГ) толщина слоя покрытия; толщина слоя подложки; допускаемый коэффициент неоднородности деформированнного состояния по толщине слоя покрытия, gK
К =- —.
» Ес наибольшее отклонение от средней деформации в материале покрытия; средний уровень деформации в материале покрытия; ширина образца; — ширина образца и значение ее первой производной в точке крепления инерцион-" ного груза; х где k= — ©;
12
k= — Гс.
«2 и
ы p„t„„ с«)Г
2 C 1 Ezdz
" «,5
° I
Ь (е)
- е — с К„, (k,)
I, (k) с =
-Ъ (е) с
13б300 го образца находится в однородном состоянии, Пример. Был изготовлен образец длиной 1=30 см, толщиной подложки
tnog =0,987 см, толщиной слоя покрытия
t,„ „ =0,11 см,шириной образца в заделке Ъ =9,994 см, шириной образца в месте крепления инерционного груза
Ь(е)=0,77 см и параметрами инерционного груза M=1. 3772 кг, =0,010244 кгм .
В качестве подложки использовалась сталь BM Ст. 3 и покрытия — клеевая композиция "Спрут МП" (Е„=520 МПа, 1= °
„=1,3,). Замеры выполнялись с uc(Ì3 пользованием стандартного оборудования. Образец широкой частью жестко был прикреплен к столу вибростенда. 20
Колебания в образце возбуждались за счет кинематического перемещения защемленного конца. Уровень напряженного состояния в образце оценивался с помощью тензореэисторов, установ- 2 ленных по длине образца..Замеры показали, что резонансная частота совпала с расчетной и составила 32 Гц. Выполненная оценка уровня напряжений по длине балки на резонансном режиме, а также в до и за резонансной зоне показала, что отклонение уровня напряжений по длине от среднего для исследованной резонансной области не превысило б . Это позволяет с достаточной степенью точности определять демп" фирующие свойства материалов в условиях однородного напряженного состояния. Величины демпфирующих свойств материалов определяются на основе за- 4О меров параметров вибрации с использованием известных зависимостей.
4 4 пользуют образец с двумя слоями покрытия одинаковой толщины, нанесенными на поверхности подложки, перпендикулярные плоскости колебаний, причем толщину покрытия и подложки выбирают из соотношения с . аок К««
< под 1-К«« а закон изменения ширины образца, массу и момент инерции груза казнЯчают из условия
b(II)=jX(С, «ц,(k)+c,К„,(()), с = - - — - — — (I (k )К « (k )41 з I (k ) -ъц
? «(4(ЬЛ К««4 ОС «) Ч
-- — -- +К (k )+ — — — — °
2 ° 12 +c - Н4 «2 ° 12. с
I (k )- — — ——
1««40 ), -и гГ:гТ
b(e) (2 + и (k ) 1
Формула изобретения
Сйособ исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях, заключающийся в том, что образец постоянной толщины и переменЪ ной ширины закрепляют консольно к gp свободному концу образца, прикрепляют инерционный груз, возбуждают в образце поперечные резонансные коле- . бания, регистрируют параметры этих колебаний, по которым судят о демпфирующих свойствах материала, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности исследования демпфирующих свойств покрытий, исI 1 Я2
Ь(е) = — „— — — — — -
Э
Е z2 dzz
"= М-(И.12. 2
Ъ (е)-««hk
2 — I Eãz2dz
"= и-(где tc««.««a«: ао
«« толщина слоя пбкрытия; толщина подложки; допускаемый коэффициент неоднородности деформированного состояния по толщине слоя покрытия, Е
К e °
««Е.р
1363004
1 »
Я
Ь(х)
Ь(е) и Ь (е)—
- модифицированные функции Бесселя первого и второго рода;
Составитель В.Мешковский
PeÀaK»Ð А.Ревин Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк
Заказ 6393/30 Тираж 776 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .
113035, Москва, Ж-35) Раушская иаб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 наибольшее отклонение от средней деформации в материале покрытия; средний уровень деформа5 ции в материале покры-.. тия; ширина образца; ширина образца и значение ее первой производ- 10 ной в точке крепления инерционного груза; момент инерции груза; масса груза; собственная круговая частота; длина образца; плотность материала слоя; модуль упругости материала слоя;толщина слоя; число слоев; расстояние, отсчитывае» мое от нейтральной плоскости до ближней поверхности k-го слоя; координата точки по длине образца.
