Изгибный маятник

 

Изобретение может быть использовано для изучения вязко-упругих свойств материалов и влияния на эти свойства дефектов структуры. Цель изобретения состоит в повышении достоверности определения вязко-упругих характеристик материала, а также в расширении диапазона амплитуд колебаний образца. Изгибный маятник содержит торсион, прикрепленный с одной стороны к вертикальной штанге, а с другой - к центру тяжести инерционной детали, к которой жестко прикреплен телескопический шток, передающий посредством подвижного зажима изгибные колебания образцу, второй конец которого зажат в неподвижном зажиме, жестко связанном со штангой. Горизонтальная составляющая силы натяжения торсиона, сжимающая образец, компенсируется силой электростатического притяжения между двумя экранами, выполненными в виде частей цилиндрических поверхностей, концентричных с окружностью, по дуге которой движется центр тяжести инерционной детали. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N lll16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВОД":ТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4349962/31-25 (22) 28.12.87 (46) 30.07.89. Бюл. М 28 (71) Воронежский технологический институт (72) Ю„A.Êàïóñòèí, В.С.Борисов и Б.M.Êîëoêoëüíèêîâ (53) 537.132(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 819626, кл. G 01 N 11!16, 1979.

Acta Metallurgica, 1969, vol.17, р.1511-1515. (54) ИЗГИБНЫЙ МАЯТНИК (57) Изобретение может быть использовано для изучечия вязкоупругих свойств материэлов и влияния на эти свойства дефектов структуры. Цель изобретения состоит в повышении достоверности определения вязкоупругих характеристик материала, а также в

Изобретение относится к технике определения физико-механических характеристик веществ путем измерения параметров свободных колебаний системы инерционная деталь — упругий элемент (исследуемый образец) и может быть применено в электронной, металлургической, химической и других отраслях промышленности для лабора- . торных исследований и заводских испытаний материалов на предприятиях-изготовителях и потребителях выпускаемой продукции.

Цель изобретения — повышение достоверности определения вязкоупругих характеристик материала, а также расширении диапазона амплитуд колебаний образца. Изгибиый мая-ник содержит торсион, прикрепленный с одной стороны к вертикальной штанге, а с другой — - центру тяжести инерционной детали, к которой жестко прикреплен телескопический шток, передающий посредством подвижного зажима изгибные колебания образцу, второй конец которого зажат в неподвижном зажиме, жестко связанном со штангой.

Горизонтальная составляющая силы натяжения торсиона, сжимающая образец, компенсируется силой электростатичес" кого притяжения между двумя экранами, выполненными в виде частей цилиндри. ческих поверхностей, концентричных с окружностью, по дуге которой движется центр тяжести инерционной детали. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. расширение диапазона амплитуд коле- (ф

6 аний образца. Ч

Расположение элементов колебатель- ЯД ной системы позволяет возбуждать иэ- { гибные колебания образца за счет дви- „ф, жения подвижного зажима в горизонтальной плоскости по дуге окружности, не возбуждая, при этом, механических колебаний в поводке или торсионе как в известных устройствах. Это достигается тем, что поводок выполнен в виде телескопического штока, соединяющего подвижной зажим с инерционной деталью и расположенного таким образом, на одной оси с образцом, а торсион совершает движение по поверхности конуса, радиус основания

3 149750 которого совпадает с рясc To?113?ILì ат 1 О ) к и:3»и(1> е ил с и и Е! и е пад 1 и lж ! о 1 а з»1)к им "! да центра тл)кести инерционной детали» Сохранение геометрических размеров системы !Зри исследавае}пи обрс}зцов различ}}с)Й д:и}н}л да с. Пгас)тсл тем, чта шток выполнен 13 в}}де телескопического стержня. Баз}}икспоцал ири колебаниях горизонт!}>!ы}е}л састаилл!0щал 0 силы натяжения тарсиаиа, сжимающая образец, компенсируется силой электростатического !}pl!тяжеиия экранов,. Сила электростатического притяжения инерционной дета>п! к э}!рану саздаетсл 5 путем приложения к }!Им необходимой величины разности Ilo Tell!}II;}Jlo>3. 11;1иранлеиие электростати !с ской с,JI}I вдаиь Оси ° тачк;1 з }кp!.-1!!Iс иил !}c! Io!!

}3>I>I:EIoI o зажима — !С(-"! 1 Ер c!I:."Ос. I!! и:. !3 - 20 циаиион дета.}и с) б;"..:;!;)» в C!! сл е,»!, "ITО Б}II шиий мет,1>1 !!1 !, .ci : !Й эк)1;!!1, а

/ так)ке экран, за!срс„ l)-»..!Iù. 1:, Еи!» и-це! О}с нс)и де тал}! q имею I Ези) 1, ";1с I ÐI} ци липдри -Iecxllx поверхностей кс! I,ептрич- 25 ных с окружностью, по ду} с. которой д?л}жетсл цс нтр тяжести и! e!»!? Ое}пай дета>!и.

Иа черте>ко представ.i}e» a с1)у}!}с!)Напальная схема иредлс}гаемого изгиб- 30 наго маятнепс.

Из Ге!С11}ы!! малTH}l}c сОдержит»у !1>yгий пр О 13 ОДЯ Щии тОР сион l g 5) P 11>3 E}ol3 с-. Il}è}3!3}0 щий нес инерционной детали 2 }3 вертик аль е}ай плоск Ос ти и 3 акр с плс .IIEII)1Й! с одной стороны иа вертикально!1 штанге

3, а с другой - н центре,цискоабразиай инерционной детали 2, к которой г, горизонтальной плоскости жестко прикреплен телес!<Опический шток 4,иа 40 другом ка!}це которого находится подл}!!спа;"! зажим 5, переда!ощий изгибиые колебания образцу 6, второй конец о бр аз ц кр еиит сл 13 непадвиж!!ам з ажиме

7, который жестко скреплен са штангой 3 коротким стержнем 8, цилиндрический экран 9, жестко связанный с инерционной деталью и внешний экран

10, датчик !1 перемещения„ источник па!. To)IIIHo I О нап1>яжения ) падкл>оч енныи 4-0 с одной стороны }3 To»lêå крепления тар сиона 1 к штанге 3, а с другой стороны к экрану 1О. При необходимости электростатической изоляции образ- ца, вертикальная штанга 3 и телескопический шток 4 изготавливаются из диэлектрического материала,.

Устройство работает следующим образом, !! 4

Исследуемый образец, имеющий некатару!о длину. закрепляется в зажимах 7 и 5 и далее с. Помощью телескопичес!сага штока 4 устанавливается ра<гстояние ВО, определяемое по теореме Пифа}ара ВО = (10 — АВ ) 1, 2 1/

i1< жду экранами 9 и 10 создается такая величина разности потенциалов с помощью Сточника напряжения, которая с оздает с илу элс}!страстат!>ческаго притяжения детали 2 к экрану 10,уравновешива!ощую горизонтальную саставляющу}о силы натяжения торсиана. После снятия начального отклоняющего усилил, создаваемого системой возбуждения колебания {ие показана), инер— цианная деталь 2 и шток 4 совершают своC)адные калебаиил н горизонтальис)й IIT!Ocli or T}1„«nтарые посредством пад>Зиж?!а га 3 сlжи} i»I 5 пес) еда}от ся и сслецуемому образцу с>. Таке!г! образом, образец с) совершает свободные изгибиые колебания относительно неподвижного зажима 7. Механические колеба?п}л системы с помощ}ло датчика 11 перемеце}и}я преобразуются в электрические.. а затем могут подаваться в систему абработ«и информации (не показана).

Использование предлагаемого устройства изгибного маятника позволяет измерять точные значения логарифмического декремента затухания, амплитуды и частоты колебаний образца в условиях изгибных колебаний последнего только н горизонтальной плоскости, что в отличие от известных маятников позволяет получать достоверные значения таких физико-механических характеристик материала, как модуль Юнга, демпфирующая способность, концентрация дефектов структуры и др. 1(роме того, измерение реологических параметров материала возможно в диапазоне амплитуд колебаний образца„ определяемом прочностью последнего на изгиб„ в .Отличие от извес" íûõ устройств, .где амплитуда конструктивно ограничена -IB большими смещенилми (1 ) вблизи положения равновесия образца.

Ф а р м у л а и з а б р е т е н и я

1, Из гибный маятник, содержащий торсиан, верхний конец которого закреплен неподвижно, а нижний прикреплен к инерционной детали, подвижньп, связанный с инерционной деталью, и! 497504 6 зажимом посредством телескопического

Составитель Ю,Никитин

Редактор Ю.Середа Техред М.Ходанич Корректор N.Ïîæo

Заказ 4435/43 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 неподвижный зажимы для образца, а также датчик перемещения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности определения вязкоупругих характеристик исследуемого материала, а также расширения диапазона амплитуд колебаний образца, он снабжен устройством компенсации горизонтальной составляющей силы натяжения торсиона, верхний конец которого прикреплен посредством вертикально установленной штанги к неподвижному зажиму для образца, а нижний — к центру тяжести инерционной детали, соединенной с подвижным штока, расположенного в горизонтальной плоскости соосно с образцом.

2. Маятник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что устройство компенсации горизонтальной составляющей силы натяжения торсиона выполнено в виде двух электростатически взаимодействующих во время измерений экра— нов, концентричных с окружностью перемещения центра тяжести инерционной детали, прп этом, один иэ экранов жестко связан с инерционной деталью

15 с помощью штока, а другой установлен неподвижно.