Способ определения динамического коэффициента трения материала при нестационарном волновом движении в рабочей среде и устройство для его осуществления

 

Изобретение касается испытания материалов и предназначено для определения динамического коэффициента трения. Целью изобретения является повышение точности за счет учета волновых процессов в материале . Средний участок образца 3 размещают в рабочей среде и обивают его гибкой трубкой. Затем устанавливают его в обечайках, скрепляют хомутами 7 и 8. На образце размещают датчики 11 и 12, которые соединяют со схемами 13 и 14. Создают нормальное давление в средней части образца 3, к одному из торцов образца 3 с помощ.ью бойка 5 прикладывают импульсную нагрузку. Измеряют амплитуды импульсов напряжений. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 G 01 N 19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4242345/25-28 (22) 12.05.87 (46) 07. 1 1. 88. Бюл. № 41 (71) Институт проблем механики АН СССР и Институт физики Земли АН СССР (72) В. В. Викторов, P. P. Карабаев, Л. В. Никитин и А. Х. Хомраев (53) 620.178.162 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 287382, кл. G 01 N 19/02, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 903752, кл. G 01 N 19/02, 1973.

ÄÄSUÄÄ 1436024 A 1! (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ

МАТЕРИАЛА ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОМ

ВОЛНОВОМ ДВИЖЕНИИ В РАБОЧЕЙ

СРЕДЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение касается испытания материалов и предназначено для определения динамического коэффициента трения. Целью изобретения является повышение точности за счет учета волновых процессов в материале. Средний участок образца 3 размещают в рабочей среде и обивают его гибкой трубкой. Затем устанавливают его в обечайках, скрепляют хомутами 7 и 8. На образце размещают датчики 11 и 12, которые соединяют со схемами 3 и 4. Создают нормальное давление в средней части образца 3, к одному из торцов образца 3 с помощью бойка 5 прикладывают импульсную нагрузку. Измеряют амплитуды импульсов напряжений. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

1436024

Формула изобретения

55

Изобретение относится к испытанию материалов и предназначено для определения динамического коэффициента трения при нестационарном волновом движении относительно рабочей среды.

Цель изобретения — повышение точности определения динамического коэффициента трения за счет учета волновых процессов в материале.

На фиг. 1 представлено устройство для определения динамического коэффициента трения; на фиг. 2 — узел создания нормального давления; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2.

Устройство содержит основание 1 (фиг. 1 и 2), держатель 2 образца 3 материала, узел 4 создания нормального давления в рабочей среде, узел 5 перемещения (в виде бойка) образца 3 относительно рабочей среды 6, узел измерения нормального давления (не показан). Оно снабжено закрепленными на основании 1 двумя хомутами 7 и 8, двумя соответствующими полуцилиндрическими обечайками 9 и 10, образующими между собой полость, взаимодействующими с образцом 3 двумя датчиками 11 и 12 для регистрации амплитуд импульсов напряжений с измерительными схемами 13 и 14.

Узел 4 (фиг. 3) создания нормального давления выполнен в виде гибкой трубки, размещенной по спирали в полости обечаек

9 и 10, и источника давления (не показан), соединенного с одним из концов трубки.

В качестве узла 5 перемещения образца использован ударный боек, например, метательного узла. Узел измерения нормального давления выполнен в виде манометра, соединенного с вторым концом трубки, В качестве образца 3 материала используют цилиндрический стержень. Схемы

13 и 14 подсоединяют к регистрирующей аппаратуре.

Способ определения динамического коэффициента трения осуществляют следующим образом.

Средний участок образца 3 размещают в рабочей среде 6 (например, шлифовальная бумага) и обвивают его гибкой трубкой. Затем устанавливает в обечайки 9 и 10, скрепляют хомутами 7 и 8. Концы трубки соединяют с источником давления и манометром. На свободных концах образца 3 размещают два датчика 11 и 12. Затем создают нормальное давление в средней части образца 3, к одному из торцов образца 3 с помощью бойка прикладывают импульсную нагрузку. Амплитуды импульсов напряжений регистрируют с помощью датчиков 11 и 12 и схем 13 и 14 измерений. С учетом измеренных амплитуд определяют динамический коэффициент трения.

Пример. Образец 3 диаметром О 12 мм, длиной 1. 212 см изготавливают из алюминиевого сплава Д16Т (предел текучести о 30 кг/см-, модiëü Юнга E 7,1 ° 10 кг/мм-, 10

40 скорость распространения упругой волны

Сц 5200 м/с, плотность р 2,7 ° 10 кг/м )..

Образец 3 закрепляют в узле 4 для создания нормального давления на участке длиной 530 мм. Между поверхностью образца 3 и спирально овивающей ее тонкой гибкой трубкой прокладывают шлифовальную бумагу № 6 абразивной поверхностью к резине. Концы резиновой трубки выводятся наружу через переходники, вмонтированные в полуцилиндрические обечайки 9 и 10, изготовленные из стальной толстостенной трубы с внутренним диаметром, равным 44 мм. Давление Ро создается масляным гидронасосом МП вЂ” 600, на котором установлен манометр с ценой деления

0,3 кг/см .

В сечениях на свободных концах образца 3 наклеены по два датчика 11 и 12— полупроводниковых тензорезистора типа

КТД2А на диаметрально противоположных сторонах. Тензодатчики соединены последовательно для исключения антисимметричной компоненты импульса напряжения и подключены к мостовым схемам 13 и 14. Сигналы с выхода схем 13 и 14 подаются на вход запоминающих осциллографов типа

С8 — 13, запуск ждущей развертки которых осуществляется сигналом датчика ускорения, закрепленного непосредственно у нагружаемого торца.

Импульс напряжения возбуждается продольным, сжимающим ударом цилиндрического бойка диаметром 12 мм и длиной

265 мм, изготовленного из того же материала, что и образец. Ударник разгоняется, например, пневматической метательной установкой.

Измеренные амплитуды импульсов напряжений в одном из опытов составили о- 9,39 кг/мм и о-„7,46 кг/мм .

Для импульса напряжений прямоугольной формы динамический коэффициент трения определяется по формуле

25 о — o„fn= о - р где Рэ — нормальное давление и равно

6 кг/см ;

lo — длина участка образца, контактирующего со средой;

S u L — соответственно площадь поперечного сечения и периметр образца.

Для приведенных данных fo 0,175.

1 Способ определения динамического коэффициента трения материала при нестационарном волновом движении в рабочей среде, заключающийся в том, что образец материала перемещают в рабочей среде под давлением, измеряют параметры напряженно-деформированного состояния и по ним определяют динамический коэффициент тре1436024

Составитель В. Данилов

Редактор Л. Зайцева Техред И. Верее Корректор Л. Патай

Заказ 5638/43 Тираж 847 Полни сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, МоЪква, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, используют образец в виде цилиндрического стержня, давление создают нормально средней части стержня, прикладывают к одному из торцов стержня импульсную нагрузку и регистрируют амплитуду импульсов напряжений на обоих концах стержня, которые учитывают при определении динамического коэффициента трения.

2. Устройство для определения динамического коэффициента трения материала при нестационарном волновом движении в рабочей среде, содержащее основание, установленный на нем держатель образца материала, узлы создания нормального давления в рабочей среде и перемещения образца относительно рабочей среды и узел измерения нормального давления, отяичающееся тем, что оно снабжено закрепленными на основании двумя хомутами, установленными в них двумя соответствующими полуцилиндрическими обечайками, образующими между собой полость, предназначенными для взаимодействия с образцом двумя датчиками регистрации амплитуд импульсов напряжений с измерительными схемами, узел создания нормального давления выполнен в виде гибкой трубки, размещенной по спирали в полости обечаек и предназначенной для взаимодействия с образцом, и источника давления, соединенного с одним из концов трубки, узел перемещения образца выполнен в виде ударного бойка, а узел измерения нормального давления — в виде манометра, соединенного с вторым концом трубки.