Обратный крутильный маятник

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ к лвтоескомь свидвтиьствЮ

Союз Советски к

Соцнапнстнческнн

Рвспубпнн >978005

-: г

° (61) Дополнительное к ввт. свнд-ву (22)Зв лено 04.04.80 (21) 2805048/25-28 с прнсоеднненнем заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

G 01 N 3/32

G 01 и 11/16

G 01 N 3/08 (Ьеудерствснньй каннтет

СССР во делен язобретеннй н отнрытнй

Опубликовано 30 . 1 1 . 82 ° Бюллетень М 44

Дата опублнковвння описания 30 (53) УДК 620.178.

-311.6(088.8) (72) Автор:. изобретения Ю. ф. Шутилин

9

Воронежский технологический институ (71) Заявитель (54) ОБРАТНЫЙ КРУТИЛЬНЫЙ МАЯТНИК

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов, а именно к обратным крутильным маятникам, предназначенным для определения вязкоупругих свойств высокоэластичных материалов при растяжении, и может быть использовано при исследовании процессов стеклования, криссталлизации и плавления материалов.

Известен обратный крутильный маятник, в котором растяжение образца осуществляется с помощью рычага с грузом, соединенного с подвесом инерционного тела маятника (1 ).

Известный крутильный маятник позволяет исследовать вязкоупругие свойства материалов при заданной постоянной нагрузке. Однако он не обеспечивает воэможности исследования в условиях заданной деформации при больших значениях относительного удлинения образца. наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является обратный крутильный маятник для определения

5 вязкоупругих свойств материалов при растяжении, содержащий опору, термокамеру, расположенные в ней нижний и верхний зажимы для крепления образца .исследуемого материала, инерционное тело, шток, соединяющий инерционное тело с верхним зажимом, подвеску инерционного тела, средства возбуждения крутильных колебаний и регистрации их параметров.

В этом крутильном маятнике растяжение образца осуществляется с помо- щью упирающейся в нижнюю поверхность .инерционного тела гайки, навинченной на верхнюю(резьбовую часть не-. подвижной втулки, жестко связанной с охватывающей образец гильзой, к дну которой прикреплен нижний захват, Так как растяжение осуществляется

3 978005 подъемом инерционного тела, его подвеска (перекинутая через блоки нить с противовесом на ее свободном конце не зафиксирована.

C помощью такого маятника можно исследовать материалы в условиях заданной деформации $2 J.

Однако в известном маятнике задаваемые относительные деформации не превышают нескольких десятков про !в центов, так как увеличение деформаций привело бы к большому смещению инерционного тела относительно электромагнитов, возбуждающих крутильные колебания, и оптической системы измерения параметров этих колебаний.

Между тем для исследования температурных,переходов в высокоэластичных материалах в условиях растяжения в широком диапазоне заданных деформаций необходимо создавать деформации порядка 10 5 3, что не может быть осуществлено с помощью известного крутильного маятника.

Цель изобретения — расширение функ25 циональных возможностей крутильного маятника за счет увеличения деформа1 ций образца.

Указанная цель достигается тем, что в обратном крутильном маятнике для определения вязкоупругих свойств высокоэластичнь х материалов фи растяжении, содержащем опору термокамеру, расположенные в ней нижний и верхний зажимы для крепления образца

35 исследуемого материала, инерционное тело, шток, соединяющий инерционное тело с верхним зажимом, подвеску инерционного тела, средства возбуждения крутильных колебаний и регистрации

4О их параметров, шток выполнен составным по длине из двух подвижных одна относительно другой в осевом направлении частей, соединенных фиксатором, а подвеска прикреплена к опоре.

Кроме того, одна из частей штока имеет продольный паз с боковыми выемками по его длине под фиксатор, закрепленный на другой части штока.

На фиг. 1 схематично изображена механическая часть предлагаемого

50 маятника; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Обратный крутильный маятник содержит нижний и верхний зажимы 1 и 2 ,для крепления образца 3 исследуемого материала, термокамеру 4, составной по длине шток, нижняя часть 5 которого, соединенная с верхним зажимом ф.

2, представляет собой трубку с продольным пазом 6, имеющим по длине боковые выемки 7 под закрепленный на другой части 8 штока фиксатор 9, снабженный гайкой 10.

Инерционное тело 11, соединенное с верхней частью 8 штока, подвешено к неподвижной опоре 12. Подвеска инерционного тела 11 содержит рыча:—

13 и соединенные с его концами нить

14, прикрепленную к опоре 12, и .:ть

15, соединенную с инерционным телом

11. Входящие в состав крутипьного маятника средства возбуждения крутильных колебаний и регистрации их параметров не изображены.

Маятник работает следующим образом, Возбуждают при различных температурах любым известным методом крутильные колебания образца 3 и регистрируют параметры этих колебаний, по которым рассчитывают модуль сдвига и тангенс угла механических потерь материала образца 3. По температурным зависимостям этих величин судят о температурных переходах в материале при отсутствии деформации растяжения.

Затем повторяют те же исследования в условиях растяжения образца. Для задания требуемой деформации растяжения нижнюю часть 5 штока поднимают, надвигая ее на верхнюю часть 8, вводят фиксатор 9 в соответствующую выемку 7 и затягивают гайку 10, соединяя тем самым части 5 и 8 штока между собой. Расстояние между выемками

7 выбирается соответственно требуемым ступеням деформации -образца 3.

Поскольку подвеска инерционного тела

11 закреплена, положение последнего по вертикали остается неизменным, что позволяет проводить исследования при больших значениях деформации без перестановки средств возбуждения и регистрации колебаний. Сравнение вязкоупругих свойств растянутых и нерастянутых образцов дает дополнительную информацию о природе температурных переходов в материале.

Изобретение позволяет с помощью весьма простых средств исследовать вязкоупругие свойства высокоэластичных материалов в широком диапазоне деформаций.

Формула изобретения

1. Обратный крутильный маятник для определения вязкоупругих свойств

9780

Риг, f

ВНИИПИ Заказ 9202/57 Тираж 887 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 высокоэластичных материалов при растяжении, содержащий опору, термокамеру, расположенные в ней нижний и верхний зажимы для крепления образца исследуемого материала, инерционное 6 тело, шток, соединяющий инерционное тело с верхним зажимом, подвеску инерционного тела, средства возбуждения крутильных колебаний и регистрации их параметров, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет увеличения деформации образца, шток выполнен составным по длине из двух подвижных одна относительно дру- 5 гой в осевом направлении частей,-со05 6 единенных фиксатором, а подвеска прикреплена к опоре.

2. Маятник по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что одна из частей штока имеет продольный паз с боковыми выемками по его длине под фик сатор, закрепленный на другой части штока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Н 3696664, кл. 73-99, 1972 °

2. Криштал И.А. и др. Внутреннее трение в металлах и сплавах. М., Металлургия", 1964, с. 38-40 (прототип).