Способ определения динамического модуля сдвига и динамического модуля упругости ортотропного материала

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Pocllублик (1)983508 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 110б81 (21) 3298581/25 28

f51)M Nn з

6 01 М 3/32 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2 1282. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 231282

ДЗ) УДК 620.178. . 311. 4 (088. 8) М.В. Гершберг, В. С. Екельчик, В4 и С.Л. Скалозуб (72) Авторы изобретения (71) Заявитель.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО МОДУЛЯ

СДВИГА И ДИНАМИЧЕСКОГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ

ОРТОТРОПНОГО NATEPHAJIA

Изобретение относится к исследованию механических свойств материала, а именно к способам определения динамического модуля сдвига и динамического модуля упругости ортотропного материала.

ИэвеСтен способ определения модулей сдвига ортотропного материала, по которому измеряют частоты собственных крутильных колебаний по первым формам двух имеющих различное соотношение сторон прямоугольного . поперечного сечения стержневых образцов и по полученным значениям частот определяют модули сдвига ортотропного материала Q1).

Недостатком способа является то, что он пригоден лишь для определения модулей сдвига на стержневых образцах. В последнее время ортотропные метериалы часто используют для изготовления трубчатых элементов.

Кроме того, способ не позволяет с достаточной точностью определить модули сдвига материала этих конструктивных элементов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения динамического модуля сдвига и динамического модуля упругости ортотропного материала, по которому в кольцевом образце материала возбуждают резонансные изгибные колебания в плоскости кольца, соответствующие первой форме, измеряют собственную частоту колебаний первой формы и вычисляют динамический модуль сдвига в плоскости кольца и динамический модуль упругости в тангенциальном направлении.

Согласно известному способу испытывают также второй образец, имеющий отличное от первого образца соотношение сторон поперечного сечения, измеряют на каждом образце собственные частоты изгибно-крутильных коле,баний образцов в плоскости, перпендикулярной к плоскости кольца, и иэгибных колебаний в плоскости кольца и по значениям частот вычисляют укаэанные.динамические модули (2).

Недостатками известного способа являются невысокая точность и большая трудоемкость определения динамического модуля сдвига и динамического модуля упругости, связанная с использованием двух образцов и двух различных видов колебаний.

983508 намического модуля сдвига и динамического модуля упругости ортотропного материала, по которому в кольцевом образце материала возбуждают резонансные изгибные колебания в плоскости кольца, соответствующие первой форме, измеряют собственную частоту колебаний первой формы и вычисляют динамический модуль сдвига в плоскости кольца и динамический модуль упругости в тангенциальном направлении, дополнительно измеряют собственную частоту иэгибных колебаний любой другой формы и по полученным значениям частот вычисляют динамический модуль сдвига и динамический модуль упругости по формулам

G =47,Ú1 R Ю„

Р1 .У

,! -0,15-.3,948 С, 8 0,01б 2. 0 t4.

Б р@ где G,,Е - динамический модуль сдвига в плоскости кольца и динамический модуль упругости в

/ тангенциальном направлении, Па;

9 плот но сть мате ри ала, кг/м 3;

R,h — радиус срединной поверхности кольца и толщина кольца, М; и,f < — собственные частоты изгибных колебаний

l в плоскости кольца по первой и(ш-1) форме колебаний, (m-1) =2, 3,4

bm= (m -1) /(m +1) .

На чертеже изображен образец для 45 испытаний.

Способ осуществляется следующим образом.

В кольцевом образце последовательно возбуждают и измеряют собственные частоты изгибных колебаний в плоскости кольца, соответствующих различным формам колебаний. Для этого образец устачавливают на четырех точечных опорах в сечениях узлов форм колебаний. Сечения узлов форм колебаний определяют путем деления окружности срединной поверхности на (2К+2), где К (m-1) = 1,2,3... номер формы колебаний.

В установленном на опоры образце 60 возбуждают колебания, повышают частоту колебаний, находят состояние резонанса и определяют собственную частоту Г1 изгибных колебаний первой формы. 65

Формула изобретения

В ряде случаев такие ортотропные материалы как стекло, угле- и органопластики плохо поддаются механической обработке, происходит разлохмачивание армирующего материала, нарушение структуры и т.п. A незначитель- 5 ное отклонение от требуемых размеров сторон сечения каждого из двух испытываемых образцов ведет к возникновению погрешностей.

Целью изобретения является повыше-10 ние точности и уменьшения трудоемкости за счет определения указанных динамических модулей на одном образце при одном виде колебаний.

Указанная цель достигается тем, 15 что согласно способу определения ди (Затем повышают частоту возбуждаемых колебаний, находят состояние резонанса, соответствующую иэгибным колебаниям любой другой формы (m -1 = 2,3,4...), и измеряют собственную частоту f 1 колебаний образца, соответствующую этой форме.

Затем по полученным значениям частот (f и f <) вычисляют динамический модуль сдвига Gg и динамический модуль упругости F по приведенным выше формулам.

Изобретение позволяет повысить точность определения упругих характеристик ортотропного материала за счет испытаний только одного образца при одном виде колебаний и исключения влияния разброса геометрических размеров образца и разброса физических свойств материала.

Способ определения динамического модуля сдвига и динамического модуля упругости ортотропного материала, по которому в кольцевом образце материала возбуждают резонансные иэгибные колебания в плоскости кольца, соответствующие первой форме, измеряют собственную частоту колебаний первой формы и вычисляют динамический модуль сдвига в плоскости кольца и динамический модуль упругости в тангенциальном направлении, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения трудоемкости за счет определения указанных динамических модулей на одном образце при одном виде колебаний, дополнительно измеряют собственную частоту изгибных колебаний любой

983508 i рв М

Щб ÈÔ8

1О

Составитель М. Кузьмин

Редактор О. Юрковецкая Техред К.Мыцьо Корректор У. Пономаренко

Заказ 9908/49 Тираж 887 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,.ул. Проектная, 4 другой формы и по полученным значениям частот вычисляют динамический а где G,E - динамический модуль сдвига в плоскости кольца и динамический модуль упругости в тангенциальном направлении, Па; 3, P — плотность материала, кг/м, R,h - -радиус срединной поверхности кольца и толщина кольца, му модуль сдвига и динамический модуль упругости по формулам и f — собственные частоты изЛ гибных колебаний в плоскости кольца по первой и (m-1) форме колебаний, (m-I) - 2,3,4.... Ь

- (m - I ) / (m<+ I ) .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 163407, кл. G 01 N 3/24, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 697874, кл. G 01 и 3/32, 197S> (прототип) .