DE405267C

DE405267C - Procedure for testing materials

Info

Publication number: DE405267C
Application number: DES57083D
Authority: DE
Original assignee: Signal GmbH
Current assignee: Signal GmbH
Publication date: 1924-10-30

Description

Verfahren zur Prüfung von Materialien. In dem Patent 399892 ist ein Verfahren zur Prüfung von Materialien geschützt, bei dem dieselben als Teile eines zu Schwingungen erregten Gebildes in rascher Folge beansprucht werden. Es hat sich dabei herausgestellt, daß es für die Praxis nicht angängig ist, die gesamte elastische Beanspruchung, die im System überhaupt auftritt, auf den Probestab restlos einwirken zu lassen. Man hatte daher zu dem Ausweg gegriffen (vgl. Patent q.05266), den Probestab in einem aus Massenteilen und elastischen Gliedern bestehenden Schwingungsgebilde parallel zu den elastischen Gliedern zu schalten. Hierbei ergibt sich aber der Nachteil, daß Anfangs- und Endpunkt des Probestabes durch die fest fixierte Lage der beiden Massen, zwischen denen er ausgespannt ist, ebenfalls fest fixiert sind und. daß infolgedessen der Stab bei der durch die elastische Beanspruchung auftretenden Verlängerung, verursacht durch Erwärmung und Dehnung, sich durchbiegt. Die Folge davon ist, daß die elastische Beanspruchung des Probestabes nicht mehr rein longitudinal erfolgt, sondern daß Scherungen, Biegungen und überhaupt seitliche Beanspruchungen auftreten. Die Erfindung besteht demgegenüber ganz allgemein darin, daß der Probestab in einem aus Massen und elastischen Gliedern bestehenden Schwingungsgebilde einerseits mit einer der Massen des Schwingungsgebildes und anderseits mit einer freien großen Masse außerhalb des Schwingungsgebildes verbunden ist, wobei z. B. das Gewicht dieser freien großen Masse durch irgendeine tragende, aber die Schwingungen des Schwingungssystems nicht beeinflussende statische Irraft aufgenommen werden kann, um den Probestab nicht mit dem gesamten Gewicht der freien großen Masse zu belasten, oder wobei die freie große Masse mit dem eigentlichen Schwingungsgebilde so verbunden ist, daß ihr Gewicht für das Schwingungsgebilde selbst sowie für den Stab ohne Einfluß bleibt.Methods of testing materials. Patent 399892 protects a method for testing materials in which the same are claimed as parts of a vibrating structure in rapid succession. It has been found that in practice it is not acceptable to allow the entire elastic stress that occurs in the system to act completely on the test rod. One had therefore resorted to the solution (cf. patent q.05266) to switch the test rod in a vibration structure consisting of mass parts and elastic members parallel to the elastic members. Here, however, there is the disadvantage that the start and end point of the test rod are also firmly fixed due to the firmly fixed position of the two masses between which it is stretched and. that as a result, the rod bends in the elongation caused by the elastic stress caused by heating and stretching. The consequence of this is that the elastic stress on the test rod is no longer purely longitudinal, but rather that shearing, bending and, in general, lateral stresses occur. The invention, on the other hand, consists quite generally in the fact that the test rod is connected in an oscillating structure consisting of masses and elastic members on the one hand to one of the masses of the oscillating structure and on the other hand to a large free mass outside the oscillating structure, with z. B. the weight of this free large mass can be absorbed by some load-bearing, but the vibrations of the vibration system not influencing static Irraft in order not to load the test rod with the entire weight of the free large mass, or the free large mass with the actual vibration structure is connected in such a way that its weight has no influence on the oscillation structure itself or on the rod.

In der Praxis wird zweckmäßig das Schwingungsgebilde so ausgebildet, daß seine nicht mit dem Probestab gekoppelte Masse gegenüber der zweiten Masse groß ist. Die große Masse bleibt dann bei Schwingungen praktisch in Ruhe, während die kleine Masse des Schwingungsgebildes, die im folgenden mit Schwingungsmasse bezeichnet werden soll, Schwingungen ausführt. Auf der anderen Seite ist der Probestab an einer großen freien Masse befestigt, die wiederum praktisch bei Schwingungen in Ruhe bleibt, die aber derart angeordnet ist, daß sie bei statischen Längenänderungen des Probestabes in Richtung der Längsschwingungen des Schwingungssystems verschoben werden kann. Durch eine derartige Anordnung wird erreicht, daß der Probestab nur reinen Schwingungsbeanspruchungen, nämlich durch die Schwingungsmasse, dagegen praktisch keinen statischen Beanspruchungen ausgesetzt wird.In practice, the oscillation structure is expediently designed in such a way that that its mass, which is not coupled to the test rod, is large compared to the second mass is. The large mass then remains practically at rest during vibrations, while the small mass of the oscillating structure, hereinafter referred to as oscillating mass is to be carried out vibrations. On the other hand, the test stick is on one attached to a large free mass, which in turn remains practically at rest during vibrations, but which is arranged in such a way that it can with static changes in length of the test rod can be shifted in the direction of the longitudinal vibrations of the vibration system. Such an arrangement ensures that the test rod is only subjected to pure vibration loads, namely due to the vibration mass, on the other hand practically no static loads is exposed.

Die die freie große Masse haltende Kraft kann vorzugsweise durch eine federnde Aufhängung derselben am Schwingungsgebilde selbst oder von einer besonderen Tragvorrichtung geliefert werden.The force holding the free large mass can preferably be achieved by a resilient suspension of the same on the oscillation structure itself or from a special one Carrying device are supplied.

In den Abb. i bis q. sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar in Abb. i rein schematisch, in Abb-. 2 bis q. etwas mehr in konstruktiver Ausgestaltung.In Figs. I to q. embodiments of the invention are shown, in Fig. i purely schematically, in Fig-. 2 to q. something more in constructive Design.

In der Abb. i bezeichnet ml und m2 zwei Massenteile eines Schwingungsgebildes, die durch einen elastischen Stab s miteinander verbunden sind. Die freie große Masse ist mit t bezeichnet, sie hängt an den Federn/,/, die im Falle der Abb. i an der Masse ml. des Schwingungsgebildes befestigt sind. p ist der Probestab. Er erstreckt sich von der Masse m2 zur freien großen Masse t. In Fig. I, ml and m2 denote two mass parts of a vibratory structure, which are connected to one another by an elastic rod s. The large free mass is denoted by t, it hangs on the springs /, /, which in the case of Fig. I are attached to the mass ml. Of the oscillating structure. p is the test stick. It extends from the mass m2 to the large free mass t.

In der Abb. z besteht das Schwingungsgebilde ebenfalls aus den Massen ml und m.. Das elastische Glied wird gebildet durch einen Stab s und ein Rohr Y. m. ist als Magnetfeld ausgebildet, zu dem ml als Anker gehört. Die Erregung desselben. erfolgt von der Wechselstrommaschine W mit Hilfe der Spule 1. Die freie große Masse t wird von den an ml befestigten Federn f,/ getragen. Die Masse m, kann, wie in Abb. 3 gezeigt, gleichzeitig als Stützlager für den Apparat dienen.In Fig. Z the oscillation structure also consists of the masses ml and m .. The elastic member is formed by a rod s and a tube Y. m. Is designed as a magnetic field, to which ml belongs as an anchor. The excitement of the same. takes place from the alternator W with the help of the coil 1. The large free mass t is carried by the springs f, / attached to ml. The mass m, as shown in Fig. 3, can also serve as a support bearing for the apparatus.

In der Abb. 3 sind die Bezeichnungen im Prinzip dieselben, der Unterschied gegenüber a besteht darin, daß die freie große Masse zur Vermeidung von Querschwingungen bei u geführt ist. In beiden Fällen (Abb. z und 3) ist der Probestab p zwischen dem Magnetfeld m@ und der freien großen Masse t eingespannt.In Fig. 3 the designations are basically the same, the difference to a is that the large free mass is guided at u to avoid transverse vibrations. In both cases (Fig. Z and 3) the test rod p is clamped between the magnetic field m @ and the large free mass t.

In der Abb. ¢ ist das Schwingungssystem ml, s, v, m. horizontal gestellt und die Masse t derart auf Rollen oder Kugeln, k gelagert, daß sie nur Bewegung in Richtung der Schwingungen des Schwingungssystems ausführen kann. Zwischen dem Schwingungssystem und der Masse s wird der Stab p eingespannt. Bei Längsschwingungen des Stabes wird die Masse t derart verschoben, daß sie sich stets in der Entfernung vom Schwingungssystem befindet, die durch die jeweilige Länge des Probestabes bedingt ist. Die Masse t kann selbstverständlich auch z. B. an Bändern derartig aufgehängt sein, daß ihr Gewicht praktisch den Probestab p nicht beeinflußt. Wesentlich für die Anordnung ist, daß die freie große Masse so angebracht ist, daß die Richtung ihrer Schwerkraft senkrecht auf der Schwingungsrichtung des Schwingungssystems steht, so daß ihr Gewicht keinen Einfluß auf das Schwingungssystem ausüben kann.In Fig. ¢ the oscillation system ml, s, v, m. Is set horizontally and the mass t is mounted on rollers or balls, k in such a way that it can only move in the direction of the oscillations of the oscillation system. The rod p is clamped between the oscillation system and the mass s. When the rod vibrates longitudinally, the mass t is shifted in such a way that it is always at the distance from the vibration system which is determined by the respective length of the test rod. The mass t can of course also, for. B. be hung on tapes in such a way that their weight practically does not affect the test rod p. It is essential for the arrangement that the large free mass is attached in such a way that the direction of its gravitational force is perpendicular to the direction of oscillation of the oscillation system, so that its weight cannot exert any influence on the oscillation system.

Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Abb: i bis q. ist die, daß der Probestab p bei seiner Ausdehnung nicht gegen die Gesamtkraft des elastischen Gliedes des Schwingungsgebildes selbst wirken muß, sondern daß er bei seiner Ausdehnung nur in geringem Maße die die freie große Masse t tragende Kraft überwinden muß, also z. B. bei den figürlich dargestellten Ausführungsformen nur die Federn f, f um einen sehr geringen Betrag dehnen muß bzw. in Abb. ¢ den Wagen mit der Masse t zurückschieben muß. Die Federn sind so bemessen, daß sie im wesentlichen die Masse t halten, aber der Ausdehnung des Stabes p um einen geringen Betrag auch nur eine geringe Kraft entgegensetzen. Das aus den Federn f, f und der Masse t bestehende System ist infolge der Größe der Masse t sehr tief abgestimmt, während das eigentliche Schwingungssystem relativ hoch abgestimmt ist. Infolgedessen besteht keine Kopplung zwischen diesen beiden Systemen und somit keine gegenseitige Einwirkung derselben aufeinander in schwingungstechnischer Beziehung.The mode of operation of the device according to Fig: i to q. is that the test rod p does not have to act against the total force of the elastic member of the oscillation structure itself during its expansion, but that it only has to overcome the force carrying the large free mass t to a small extent, i.e. z. B. in the embodiments shown in the figures only the springs f, f must stretch by a very small amount or in Fig. ¢ must push back the carriage with the mass t. The springs are dimensioned so that they essentially hold the mass t, but also counteract the expansion of the rod p by a small amount with only a small force. The system consisting of the springs f, f and the mass t is tuned very low due to the size of the mass t, while the actual oscillation system is tuned relatively high. As a result, there is no coupling between these two systems and thus no mutual influence of the same on each other in a vibrational relationship.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for testing materials according to patent 399892 characterized in that the specimen as part of the elastic force an oscillation structure consisting of separate masses and elastic members between one of the oscillation masses of the oscillation structure and a second free one large mass is clamped. a. Device according to claim i, characterized in that that the system mass connected to the free mass by the test rod is relative is small compared to the other system mass. 3. Device according to claim i, characterized characterized in that the weight of the free large mass is essentially by a the vibrations of the small oscillating mass not harmful influencing force (Feathers or the like) is added. Device according to claim i, characterized in that that the free large mass is mounted against transverse vibrations m a guide. 5. Device according to claim i, characterized by such an arrangement of the free large mass that the direction of their gravity depends on the direction of oscillation of the Vibration system is vertical. 6. Device according to claim i, characterized in that that the free large mass is movable, e.g. B. on rollers, is stored and about on rails parallel to the direction of the longitudinal vibrations of the vibration system can move.