Способ измерения констант упругости четвертого порядка

 

Союз Советских

Соцмалмстммаских

Республик

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26,04.73(21) 1911890/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 08.77Бюллетеиь № 33 (45) Дата опубликования описания 15.10.77

2 (51) М. Кл. с01N " OO

Гооударственнмй номнтет

Совета Мнннотров СССР оо делам нзооретеннй и открытнй (53) ДК 620. 174, 22(088.8 ) Б, А. Конюхов и Г. М. Шалашов (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиофизический институч (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНСТАНТ УПРУГОСТИ

ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКА ными колебаниями, возбуждаюшими в среде акустические волны, после чего измеряюг изменение амплитуд второй гармоники, генерируемых акустическими волнами в среде 2„. г (Недостагок известных способов заключаегся в невысокой точности измерения констант упругости четвертого порядка среды из-за сложности реализации, Цель изобретения — повышение точности

1О измерения констант упругости четв .ртого порядка cpepbb

Способ касается техники исследования и анализа материалов путем воздействия на них высокочастотными колебаниями и предназначается для исследования прочностных и упругих свойств материалов, используемых в таких областях техники как, например, высокоскоростная техника, где необходимо учитывать нелинейные упругие свойства материалов, характер изуюшиеся константами упругости третьего и четвертого порядков.

Известен способ измерения констант упругости четвертого порядка среды путем воздействия на среду высокочастотными колебаниями и статическим давлением (растяжением) с последуюшим измерением изменения скорости акустической волны, возбужденной в среде высокочастотными колебаниями <1g, Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемомуу результату является способ измерения констант упругости четвертого порядка, заключаюшийся 8 том, что на среду воздействуют немсдулированными высокочастотПоставленная цель достигается тем, что в способе измерения констант упругости

1а четвертого порядка среды, одновременно с немодулированными высокочастотными колебаниями воздействуют амплитудно-модулированными высокочастотными колебаниями, после чего измеряют лндексы фазовой морр дуляции акустических воли, возбужденных. немсдулированными колебаниямл H "0 измеренным индексам фазовой 1лодуляции определяют константы упругости.

На чертеже изображена блок- схема, пояс25 няюшая предлагаемь.й способ измерения

О П И С А H И E (и нуi.узы

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

571732

3 констант упругости четвертого порядка среды.

На исследуемом образце укрепляют пьезоакустические преобразователи 1 и 2, расположенные под углом 8 друг к другу, и пье- 5 зоакустический приемник 3, установленный на стороне образца, противоположной преобразователю 2. Преобразователь 1 подключают к генератору 4 высокочастотных электрических колебаний с частотой М> модули- 10 рованных по амплитуде с частотойд

Преобразователь 2 подключа:от к генератору 5 немодулированных высокочастотных электрических колебаний с частотой сои

Выход приемника 3 подключают к измери- 15 телю 6 индекса фазовой модуляции частоты Я, В основе предлагаемого способа лежит использование аффекта крос-модуляции при нелинейном взаимодействии акустических 20 волн, в результате чего в среде с кубической нелинейностью происходит переход амплитудной модуляции одного сигнала в фазовую модуляцию другого сигнала.

Способ осуществляется. следующим об- 25 разом.

На образец 7 при помощи преобразователей 1 и 2 одновременно воздействуют амплитудно-модулированными .колебаниями и немодулированными колебаниями, которые З0 генерируются генераторами 4 и 5, соответственно. При этом в образце 7 возбуждаются две акустические волны, одна из которых модулирована по амплитуде„а другая — немодулирована. В результате взаимо-З5 действия этих волн происходит переход амплитудной модуляции амплитудно-модулированной волны в фазовую модуляцию волны, немодулированной по амплитуде, и в образце 7 распространяется акустическая волна 40 частоты сд, модулированная по фазе с частотой Я.. Эту волну принимают приемником 3 и измерителем 6, который регистрирует величину индекса Л фазовой модуляции волны. По индексу фаэовой модуляции дф определяют эффективный коэффициент у упругой кубической нелинейности cpetw, связанный с ь g следующим соотношением: -Ф 2 g,х «< соево 1 рС, Ч В

4 — плотность исследуемого образгде 5 ца 7, К вЂ” волновой вектор акустической волны, модулированной по амплитуде, С вЂ” скорость волны, модулированной по амплитуде, a, — амплитуда волны, модулированной по амплитуде, m — глубина амплитудной модуляции, 2 — волновой вектор немодулированной волны

C„- скорость немодулированной волх — длина пути взаимодействия волны в образце 7.

С другой стороны, коэффициент у представляет собой комбинацию независимых констант упругости четвертого порядка среды, характеризующих нелинейные упругие свойства исследуемого образца 7. Поэтому по значению у, определенному в результате измерения Ь@, судят о нелинейных упругих свойствах образца 7.

В тех случаях, когда необходимо определить все константы упругости 4-го порядка среды, проводят ряд независимых измерений л(р. формула изобретения

Способ измерения констант упругости четвертого порядка среды, заключающийся в том, что на среду воздействуют немодулированными высокочастотными колебаниями, возбуждающими в среде акустические воаны, отличающийся тем,что,сцелью повышения точности измерения, на среду одновременно с немодулированными высокочастотными колебаниями воздействуют амплитудно-модулированными высокочастотными колебаниями, после чего измеряют индексы фазовой модуляции акустических волн, возбужденных немодулированными колебаниями и, по измеренным индексам фазовой модуляции определяют константы упругости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Сакоян С. С. Труды ВНИИФТРИ, вып. 5/35, 1971.

2. Конюхов Б. А., Шалашов Г. М.

Прикладная механика и техническая физика, АН СССР, 1974, Л 4, с, 125-132, 571732

Составитель Т. Головкина

Редактор В.,Пругова ТехредМ. Левицкая Корректор.А. Лакида

Заказ 3023/30 Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4