Устройство для измерения амплитудно-частотных и диссипативных характеристик колебаний образцов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и> 974 1 38.® (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 13. 05. 81 (2i) 3285232/18-28 и у м. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

G 01 H 1/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 1 5,1182 ° Бюллетень № 4 2 ()НЖ 620.178..53(088.8) Дата опубликования описания 15 а.о. Иоикопаев, С.И. Мешков, K Ã. Ваги g иагокг е и В.С. Труфанов (72) Авторы изобретения

Куйбышевский государственный университет (71) Заявитель возбудитель и вибродатчик с прикрепленными к ним нитями, предназначенными для создания акустической связй вибровоэбудителя и вибродатчика с образцом (2).

Недостатком известного устройства является низкая, точность измерения амплитудно-частотных характеристик образцов материалов при различных темпепературах, так как при изменении температуры свойства образца и сила натяжения нити изменяются независимым образом, что обуславливает воз:можность .разделения вкладов в изменение амплитуды выходного сигнала виброприемника.

Цель изобретения — повышение точности измерения амплитудно-частотных характеристик колеблющихся образцов при различных температурах путем стабилизации силы натяжения нити.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения ампли,тудно-частотных и диссипативных характеристик колебаний обраэцов, содержащее основание, размещенную на нем разъемную печь и соосно размещенные по обе стороны и установленные на основании с помощью

Зо держателей вибровозбудитель и виброИзобретение относится К измерительной технике и может быть использовано для измерения механических свойств твердых тел при колебаниях, например для измерения демпфирующих упругих и вибрационных характеристик образцов металлов, стекол, полимеров и композиционных материалов.

Известно устройство для непрерывной регистрации внутреннего трения и модулей упругостей, состоящее из электронного блока, двух вибродат, чиков (возбудителя и приемника колебаний), образца в форме стержня, подвешенного на тонких нитях вблизи

Узлов колебаний (1).

Нвдостатком данного устройства является отсутствие возможности возбуждения продольных колебаний образца, что сужает функциональные возможности устроиства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения амплитудночастотных и диссипативных характеристик колебаний образцов, содержащее..основание, размещенную на нем разъемную печь и соосно размещенные по обе стороны и установленные на основании с помощью держателей вибро(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ

И ДИССИПАТИВНЫХ XAPAKÓÅÐÈCTÈÊ КОЛЕБАНИЙ ОБРАЗЦОВ

974138 датчик с прикрепленнымй к ним нитями, предваэначенными для создания акустической связи вибровоэбудителя к вибродатчика с образцом, снабжено ем-. костями с жидкостью, установленными, на.основании,: держатели выполнены в ниде поплакон, каждый из которых помещен в емкость, и упругих элемен. тов, связывающих вдоль нитей возбудитель и вибродатчик с основанием.

На чертеже представлена функциональ- 10 ная схема 1 стройства.

Устройство состоит из основания 1, электронного блока 2 и испытательного блока, включающего основание 1, разъемную печь 3 и соосно размещенные15 по обе стороны и установленные на основании с помощью держателей нибро-. нозбудитель 4, вибродатчик 5 с прикрепленными к ним нитями б и 7, предназ.наченными для создания акустической . 20 связи вибровозбудителя и вибродатчика с образцом, и натянутыми между вибровозбудителем 4 и вибродатчиком.5, и торцами образца 8, закрепленного в средней его части зажимом 9, емко- 25 стей 10 и11 с .жидкостью, например с миниральным маслом, установленными на основании 1, причем держатели выполнены н виде поплавков 12 и 13, каждый из которых помещен в емкость

10и 11, и упругих элементов 14 и 15 связывающих вдоль нитей б и 7 вибро. ,возбудитель 4 и вибродатчик 5 с основанием 1.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение переменного тока с электронного блока 2 подают на нибровоз.будитель 4, преобразующий это напряжение н механические колебания, которые по нити 6 поступают на торец 40 образца- 8. Колебания противоположного торца поступают по нити 7 на вибродатчик 5, в котором они преобразуются н напряжение переменного тока, поступающее в электронный блок 2. 45

При комнатной температуре, необходимой для устойчивой акустической связи вибровозбудителя 4 и нибродатчика

5 с образцом, натяжение нитей 6 и 7 задают растяжением упругих элементов 50 на величину Х (см). При коэффициенте жесткости упругого элемента в растянутом состоянии, равном К (г/см), сила натяжения нитей равна f г.

При нагревании образца над С era торец перемещается вдоль оси образца на расстояние

0 (1) о о где.Ы- — средний температурный коэффициент линейного расширения материала образца, град. С

0 — длина образца при комнатной температуре, (см.Поплавок 12 с вибровоэбудителем 5 перемещается от центра образца 8 на ту же самую неличину, а натяжение упругого элемента 14 уменьшается на величину ьЙ = К В, К вЂ” коэффициент жесткости упругого элемента в растянутом состоянии, г/см.

Относительное изменение силы напряжения составляет величину ке кд

Э -" -юо%= - (оо/ .(2)

Эта величина может быть сколь угодно малой за счет выбора материала и конструкции упругого элемента с малым коэффициентом жесткости К.

Устройство позволяет поддерживать силу натяжения нитей на уровне, обеспечивающем устойчивую акустическую связь вибродатчиков с образцов с любой наперед заданнои точностью эа счет использования высокой стабильности свойств упругих элементов и отсутствия сухого трения.при перемещениях вибродатчиков, установленных на поплавках. За счет этого достигается повышение точности измерения внутреннего трения, модуля упругости и амплитудно-частотных характеристик.

Формула изобретения

Устройство для измерения амплитудно-частотных и диссипативных характеристик колебаний образцов, содержащее основание, размещенную на нем разъемную печь и соосно размещенные по обе

; ее стороны и установленные на основании с помощью держателей вибровозбудитель и вибродатчик с прикрепленными к ним ,нитями, предназначенными для создания акустической связи вибровозбудителя и вибродатчика с образцом, о т л ич а þ ù е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено емкостями с жидкостью, установленными на основании, держатели выполнены в виде поплавков, каждый из которых помещен в емкость, и упругих элементон, связывающих вдоль нитей вибровозбудитель и вибродатчик с основанием.

Источники йнформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Криптал М.A., Головин С.A. Внутреннее трение и структура металлов, N., Металлургия, 1976, с. 74.

2. Испытание металлов. Под ред.

К. Нитцше, М., Металлургия, 1967, с. 331 (прототип).

974138

Составитель A. Чистяков

Редактор A. Гулько Техред И.Гайду Корректор И. Ватрушкина

Заказ 8678/55 Тираж 507 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делай изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.уагород, ул. Я>оеткная, 4