Устройство для определения вязкоупругиххарактеристик твердых материалов

 

Союз Советскин

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 851193 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.10.79 (21) 2834091/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

G 01 N 11/16

Гесударстеенлый кеннтет

Опубликовано 30.07.81. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 05.08.81 до делан изобретений н открытий (53) УДК 532.137 (088.8) (72) Автор изобретения

Е. Л. Левченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вязкоупругих характеристик материалов, в частности модуля упругости, а также тангенса угла потерь вязкоупругого материала.

Известно устройство, содержащее систему, вносящую импульсное возмущение, и систему измерения и записи деформации образца. Образец выполнен в виде бипластины из исследуемого материала и металла.

По записи затухающих колебаний деформации образца определяют частоту и логарифмический декремент колебаний, а затем по формулам определяют упругий модуль и тангенс угла потерь материала (1).

Однако это устройство имеет недостаток, связанный с трудностью проведения точных измерений на одном образце в широком диапазоне частот и невозможностью проведения измерений на образце в напряженном состоянии.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее узел для крепления исследуемого образца, систему возбуждения периодических колебаний жидкости в образце, выполненную в виде поршневого пульсатора с приводом, систему регистрации колебаний в образце и систему регистрации хода поршня пульсатора. Исследуются образцы, выполненные в виде отрезка трубы с герметичными заглушками.

Вязкоупругие характеристики материала определяются по частотным ха рактеристикам образца, заполненного жидкостью 12).

Недостатки данного устройства состоят в сложности оборудования для возбуждения периодических колебаний жидкости в широI

1О ком диапазоне частот и сложности обработки получаемых на установке частотных характеристик, что, в свою очередь, приводит к понижению точности измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений вязкоупругих характеристик

15 твердых материалов.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее узел для крепления исследуемого образца, выполненного в виде отрезка трубы с герметичными заглушками, систему возбуждения и систему регистра В ции колебаний в образце, дополнительно снабжено подвижной опорой, выполненной с возможностью скольжения в вертикальных направляющих, и ударной плитой, причем

851!93 исследуемый образец помещен на подвижную опору, а вертикальные направляющие жестко закреплены на ударной плите.

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство.

Устройство включает манометр 1, шту- 5 цер 2 наддува, верхнюю заглушку 3, направляющие 4, уровнемер 5, отрезок трубы 6 из исследуемого материала, тензодатчик 7, динамический датчик 8 давления, систему 9 регистрации переменной деформации стенки трубы, систему 10 регистрации переменного давления, подвижную опору 11, линию 12 заправки трубы жидкостью, ударную плиту

13, нижнюю заглушку 14, фиксатор 15, кран

16 уровнемера и заправочный кран 17.

Устройство работает следующим образом.

Отрезок трубы 6 из исследуемого материала, заглушенный с двух концов, с подключенным в нижней части динамическим датчиком 8 давления или тензодатчиком 7 устанавливают на подвижную опору 11, ко- 20 торую поднимают над ударной плитой 13 и фиксируют над ней фиксатором 15. Затем трубу заливают водой, уровень которой в трубопроводе замеряют по уровнемеру 5, и закрывают краны 16 и 17. Через штуцер 2 наддува, расположенный в верхней заглушке 3, наддувают трубопровод газом до необходимого давления, фиксируемого манометром 1. Затем убирают фиксатор 15, и труба на подвижной опоре под действием силы тяжести движется по направляющим 4 вниз зп до упора в ударную плиту 13. В момент остановки в трубе возникает гидроудар, заставляющий жидкость в трубопроводе испытывать свободные затухающие колебания, которые с помощью динамического датчика 8 давления или тензодатчика 7 регистрируются системой 9 регистрации переменной деформации стенки трубы или системой 10 регистрации переменного давления. По записи затухающих колебаний определяют, собственную частоту колебаний, логариф40 мический декремент, упругий модуль и тангенс угла потерь материала.

Для получения зависимости вязкоупругих характеристик от частоты испытания проводят при разных уровнях заливки трубы водой, при этом собственная частота трубы меняется. Для получения зависимости вязкоупругих характеристик от напряженного состояния материала испытания проводят при различных давлениях наддува трубопровода.

Предлагаемое устройство имеет лучшие по сравнению с известными устройствами технические характеристики, высокую точность измерения и более широкую область применения при более простом аппаратурном оформлении.

Формула изобретения

Устройство для определения вязкоупругих характеристик твердых материалов, содержащее узел для крепления исследуемого образца, выполненного в виде отрезка трубы с герметичными заглушками, систему возбуждения и систему регистрации колебаний в образце, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно дополнительно снабжено подвижной опорой, выполненной с возможностью скольжения в вертикальных направляющих, и ударной плитой, причем исследуемый образец помещен на подвижную опору, а вертикальные направляющие жестко закреплены на ударнойплите.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров. М., Изд-во иностранной литературы, 1963, с. 155 — 156.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2742398 /18-25, кл. G 01 М 11/16, 1979.

851193

1а

Составитель В. Филатова

Редактор И. Михеева Техред A. Бойкас Корректор Г. Решетник

Заказ 6340/59 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4