RU2327135C1 - Method of material damping properties investigation - Google Patents

Method of material damping properties investigation Download PDF

Info

Publication number
RU2327135C1
RU2327135C1 RU2006146773/28A RU2006146773A RU2327135C1 RU 2327135 C1 RU2327135 C1 RU 2327135C1 RU 2006146773/28 A RU2006146773/28 A RU 2006146773/28A RU 2006146773 A RU2006146773 A RU 2006146773A RU 2327135 C1 RU2327135 C1 RU 2327135C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
forces
loads
inertial
damping properties
Prior art date
Application number
RU2006146773/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
гин Сергей Иванович Кор (RU)
Сергей Иванович Корягин
Сергей Владимирович Буйлов (RU)
Сергей Владимирович Буйлов
Original Assignee
ФГОУ ВПО Российский государственный университет имени Иммануила Канта (РГУ им. И. Канта)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФГОУ ВПО Российский государственный университет имени Иммануила Канта (РГУ им. И. Канта) filed Critical ФГОУ ВПО Российский государственный университет имени Иммануила Канта (РГУ им. И. Канта)
Priority to RU2006146773/28A priority Critical patent/RU2327135C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2327135C1 publication Critical patent/RU2327135C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes; measurement.
SUBSTANCE: invention is related to the equipment for testing of materials and structures, in particular, to methods of structural materials damping properties investigation. The sample is made in the form of thin wall cylinder, and mass of inertial weights is symmetrically distributed in relation to sample axis. In the plane that passes through the sample axis, pairs of equal forces of opposite directions are applied to inertial weights, and they are evenly rotated until stabilised movement is obtained, after that the values of applied forces and weights displacement are measured, and they are used to determine the value of material damping property.
EFFECT: increase of material damping properties investigation accuracy.
2 dwg

Description

Изобретение относится к технике испытания материалов и конструкций, а именно - к способам исследования демпфирующих свойств конструкционных материалов.The invention relates to techniques for testing materials and structures, and in particular to methods for studying the damping properties of structural materials.

Известен способ исследования демпфирующих свойств материалов, заключающийся в том, что образец в виде призматического стержня консольно закрепляют в подвешенной на тонких струнах массивной плите, к свободному концу образца прикрепляют инерционный груз, возбуждают в образце поперечные резонансные колебания, регистрируют параметры этих колебаний и по этом параметрам судят о демпфирующих свойствах материала образца [1].A known method for studying the damping properties of materials is that a sample in the form of a prismatic rod is cantilevered in a massive plate suspended on thin strings, an inertial load is attached to the free end of the sample, transverse resonance vibrations are excited in the sample, and parameters of these vibrations are recorded and, according to these parameters, judge the damping properties of the sample material [1].

Недостатком известного способа является низкая точность, обусловленная неоднородным напряженным состоянием по длине и толщине образца, вследствие чего показатели, характеризующие рассеяние энергии при колебаниях, представляют интегральную характеристику образца.The disadvantage of this method is the low accuracy due to an inhomogeneous stress state along the length and thickness of the sample, as a result of which the indicators characterizing the energy dissipation during oscillations represent the integral characteristic of the sample.

Наиболее близким техническим решением является способ исследования демпфирующих свойств материалов, заключающийся в том, что к торцам образца, выполненного в виде призматической балки, прикрепляют инерционные грузы и подвешивают их на тонких струнах, прикладывая силы в виде периодически изменяющихся изгибных моментов, и возбуждают периодические движения грузов, регистрируют силы и перемещения грузов, по которым судят о демпфирующих свойствах материала образца [2].The closest technical solution is a method for studying the damping properties of materials, which consists in the fact that inertial weights are attached to the ends of the sample made in the form of a prismatic beam and suspended on thin strings, applying forces in the form of periodically changing bending moments, and excite periodic movements of goods , register the forces and movements of goods, which judge the damping properties of the material of the sample [2].

Недостатком известного способа является низкая точность, обусловленная неоднородным напряженным состоянием по толщине образца, вследствие чего в различных по толщине точках образца рассеивается неодинаковое количество энергии за период колебаний и результаты испытаний представляют интегральную характеристику образца.The disadvantage of this method is the low accuracy due to an inhomogeneous stress state over the thickness of the sample, as a result of which uneven amounts of energy are dissipated at different points in the thickness of the sample over the oscillation period and the test results represent the integral characteristic of the sample.

Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечения одинаковых амплитудных значений деформации по объему образца.The purpose of the invention is to increase accuracy by ensuring the same amplitude values of deformation in the volume of the sample.

Указанная цель достигается тем, что в отличие от известного способа исследования демпфирующих свойств материалов, заключающегося в том, что к торцам образца прикрепляют инерционные грузы, подвешивая их на тонких струнах, прикладывают к ним силы и сообщают грузам движение, после чего регистрируют силы и перемещения грузов, в заявляемом способе образец выполнен в виде тонкостенного цилиндра, а масса инерционных грузов симметрично распределена относительно оси образца массой. В плоскости, проходящей через ось образца, к инерционным грузам прикладывают пары равных сил противоположного направления и равномерно вращают их до получения установившегося движения, после чего измеряют величину приложенных сил и перемещение грузов и по ним судят о величине демпфирующей способности материала.This goal is achieved by the fact that, in contrast to the known method of studying the damping properties of materials, which consists in the fact that inertial weights are attached to the ends of the sample, hanging them on thin strings, they apply forces to them and inform the loads of the movement, after which the forces and movements of the loads are recorded , in the claimed method, the sample is made in the form of a thin-walled cylinder, and the mass of inertial loads is symmetrically distributed relative to the axis of the sample by the mass. In a plane passing through the axis of the sample, pairs of equal forces of the opposite direction are applied to inertial loads and rotate them uniformly until a steady motion is obtained, after which the magnitude of the applied forces and the movement of the loads are measured and the value of the damping ability of the material is judged from them.

В прототипе, аналогах, а также в других известных решениях поставленной задачи (см. обзоры, приведенные в книгах Г.С.Писаренко, А.П.Яковлев, В.В.Матвеев. Вибропоглощающие свойств конструкционных материалов. - Киев: Наук. думка. 1971. - 376 с. и В.В.Матвеев. Демпфирование колебаний демпфируемых тел. Киев: Наук. думка. 1985. - 264 с.) указанные признаки не обнаружены, это соответственно позволяет предполагать, что решение обладает новизной и существенными отличиями.In the prototype, analogues, as well as in other well-known solutions to the problem (see the reviews given in the books of G.S. Pisarenko, A.P. Yakovlev, V.V. Matveev. Vibration-absorbing properties of structural materials. - Kiev: Science. Dumka 1971. - 376 pp. And VV Matveev, Damping oscillations of the damped bodies, Kiev: Science Dumka. 1985. - 264 p.) These signs were not found, this suggests that the solution has novelty and significant differences.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

К торцам образца, выполненного в виде тонкостенного цилиндра, прикрепляют инерционные грузы с симметрично распределенной относительно оси образца массой путем подвешивания их на тонких струнах. К инерционным грузам прикладывают пары равных сил противоположного направления и равномерно вращают грузы вокруг оси образца в одном направлении до получения установившегося движения. Затем измеряют величину приложенных сил и перемещения грузов и по ним судят о величине демпфирующей способности материала.Inertial loads with mass symmetrically distributed about the axis of the sample are attached to the ends of a sample made in the form of a thin-walled cylinder by hanging them on thin strings. A pair of equal forces of the opposite direction is applied to inertial loads and the loads are evenly rotated around the axis of the sample in one direction until steady motion is obtained. Then, the magnitude of the applied forces and the movement of goods are measured and the value of the damping ability of the material is judged by them.

Пример осуществления способа:An example implementation of the method:

К торцам образца 1 (фиг.1) в виде тонкостенного цилиндра прикрепляют инерционные грузы 2 и подвешивают их на тонких струнах 3. К инерционным грузам прикладывают пары равных сил, образующих изгибные моменты противоположного направления, например, с помощью следующей системы магнитов 4, установленных на кронштейнах 5, вращающихся на цилиндрических шарнирах 6 (фиг.2). Приложенные пары сил равномерно вращают вокруг оси образца в одном направлении до получения установившегося движения инерционных грузов. Декремент колебаний определяют по известным зависимостям как отношение энергии, рассеянной за период движения инерционных грузов, к потенциальной энергии деформации образца (см., например, Писаренко Г.С, Яковлев А.П., Матвеев В.В. Вибропоглащающие свойства конструкционных материалов. - Киев: Наук. думка. 1971. с.12). При этом рассеянную энергию определяют как работу изгибных моментов на угловых перемещениях инерционных грузов, а потенциальную энергию деформации образца определяют по известной зависимости (см. например, Писаренко Г.С.и др. Сопротивление материалов. - Киев: Вища школа, 1986. - с.676) с использованием величины деформации образца.Inertial weights 2 are attached to the ends of sample 1 (Fig. 1) in the form of a thin-walled cylinder and suspended on thin strings 3. A pair of equal forces are applied to inertial weights, forming bending moments in the opposite direction, for example, using the following system of magnets 4 mounted on brackets 5 rotating on cylindrical hinges 6 (figure 2). The applied pairs of forces uniformly rotate around the axis of the sample in one direction until a steady motion of inertial loads is obtained. The decrement of vibrations is determined by the known dependencies as the ratio of the energy dissipated during the period of inertial load movement to the potential strain energy of the sample (see, for example, Pisarenko G.S., Yakovlev A.P., Matveev V.V. Vibration absorbing properties of structural materials .-- Kiev: Science.Dumka. 1971.p.12). In this case, the scattered energy is defined as the work of bending moments on the angular displacements of inertial loads, and the potential energy of deformation of the sample is determined by the known dependence (see, for example, G. Pisarenko and others. Resistance of materials. - Kiev: Vishcha school, 1986. - p. .676) using the amount of deformation of the sample.

В процессе движения инерционных грузов материал во всех точках образца последовательно испытывает циклические деформации растяжения и сжатия с одинаковой амплитудой деформации, что обеспечивает одинаковое во всех точках рассеяние энергии в материале образца за период движения инерционных грузов.During the movement of inertial loads, the material at all points of the sample successively experiences cyclic tensile and compression strains with the same strain amplitude, which ensures the same energy dissipation at all points in the sample material during the period of movement of inertial loads.

Применение предлагаемого способа позволит повысить точность результатов испытаний материалов при исследовании их демпфирующих свойств.The application of the proposed method will improve the accuracy of the test results of materials in the study of their damping properties.

Предлагаемый способ может быть реализован в любой лаборатории, занимающейся вопросами исследования механический свойств материалов.The proposed method can be implemented in any laboratory involved in the study of the mechanical properties of materials.

Источники информацииInformation sources

1. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Вибропоглощающие свойства конструкционных материалов. - Киев: Наукова думка, 1971, с.104-105.1. Pisarenko G.S., Yakovlev A.P., Matveev V.V. Vibration-absorbing properties of structural materials. - Kiev: Naukova Dumka, 1971, p.104-105.

2. Яковлев А.П., Матвеев В.В. К методике экспериментального изучения демпфирующих свойств материалов при изгибных колебаниях. Рассеяние энергии при колебаниях механических систем. - Киев: Наукова думка, 1974. с.135-139 (прототип).2. Yakovlev A.P., Matveev V.V. To the technique of experimental study of the damping properties of materials under bending vibrations. Energy dissipation during vibrations of mechanical systems. - Kiev: Naukova Dumka, 1974. p.135-139 (prototype).

Claims (1)

Способ исследования демпфирующих свойств материала, заключающийся в том, что к торцам образца прикрепляют инерционные грузы, подвешивая на тонких струнах, прикладывают к ним силы и сообщают грузам движение, после чего регистрируют силы и перемещения грузов, и по ним судят о демпфирующих свойствах материала, отличающийся тем, что образец, к торцам которого прикрепляют инерционные грузы, выполнен в виде тонкостенного цилиндра, масса инерционных грузов симметрично распределена относительно оси образца, силы к инерционным грузам прикладывают в плоскости, проходящей через ось образца, причем к грузам прикладывают равные силы противоположного направления и равномерно вращают их до получения установившегося движения, после чего измеряют величину приложенных сил и перемещение грузов, и по ним судят о величине демпфирущей способности материала.A method for studying the damping properties of a material, namely, that inertial weights are attached to the ends of the sample, suspended on thin strings, apply forces to them and give the loads movement, after which the forces and movements of the loads are recorded, and the damping properties of the material are judged from them the fact that the sample, to the ends of which inertial loads are attached, is made in the form of a thin-walled cylinder, the mass of inertial loads is symmetrically distributed relative to the axis of the sample, and the forces applied to the inertial loads dissolved in a plane passing through the axis of the sample, and to loads applied equal forces in opposite directions and rotate them uniformly until a steady motion, after which the measured magnitude of the applied forces and the movement of goods, and it is judged by the magnitude dempfiruschey ability of the material.
RU2006146773/28A 2006-12-26 2006-12-26 Method of material damping properties investigation RU2327135C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146773/28A RU2327135C1 (en) 2006-12-26 2006-12-26 Method of material damping properties investigation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146773/28A RU2327135C1 (en) 2006-12-26 2006-12-26 Method of material damping properties investigation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2327135C1 true RU2327135C1 (en) 2008-06-20

Family

ID=39637479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006146773/28A RU2327135C1 (en) 2006-12-26 2006-12-26 Method of material damping properties investigation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2327135C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Яковлев А.П., Матвеев В.В. К методике экспериментального изучения демпфирующих свойств материалов при изгибных колебаниях // Рассеяние энергии при колебаниях механических систем. - Киев: Наукова думка, 1974, с.135-139. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015530570A (en) A method for determining the non-propagation threshold of fatigue cracks at high frequencies.
Zapoměl et al. Identification of material damping of a carbon composite bar and study of its effect on attenuation of its transient lateral vibrations
Heinrich et al. Fundamental theory of resonant MEMS devices
Popov et al. Impulse excitation technique and its application for identification of material damping: An overview
Zhong et al. Analytical and experimental studies on dynamic instability of simply supported rectangular plates with arbitrary concentrated masses
Mekalke et al. Modal analysis of cantilever beam for various cases and its analytical and FEA analysis
Capozucca et al. Assessment of RC beams with NSM CFRP rectangular rods damaged by notches
Körük Quantification and minimization of sensor effects on modal parameters of lightweight structures
RU2327135C1 (en) Method of material damping properties investigation
Haldar et al. Vibration characteristics of thermoplastic composite
Vanwalleghem et al. Practical aspects in measuring vibration damping of materials
Kortiš et al. Experimental modal test of the laboratory model of steel truss structure
Nesterenko et al. Stiffness evaluation of a metal frame by the method of dynamic tests
Minaev et al. Studies on dynamic deformations of magnetorheological elastomer
Nguyen Calculation of Bending and Shear Modulus of thin plate by vibration method
Masmoudi et al. Damping Analysis of GFRP Bars
RU2715222C1 (en) Method of determining elastic-dissipative characteristics of wood
RU2180105C2 (en) Procedure determining relaxation time of flexible viscoelastic element ( variations )
Sapiński et al. Facility for testing of magnetorheological damping systems for cable vibrations
RU2257566C2 (en) Viscosity detector
Bodner et al. Experimental Investigations on the Dynamic Strength of Composites
Kadioglu Measurement of dynamic properties of composites in vibration by means of a non-contact mechanism
Adedowole et al. Transverse Vibration of Prismatic Beam Resting on Flexible Foundation under Time Varying Moving Loads
Kvetan et al. STIMULATED DECELERATION OF BENDING VIBRATIONS AS A METHOD FOR DETERMINING THE TENSILE MODULUS OF THIN ROUND CROSS-SECTIONAL SAMPLES
Butler et al. Simulating and Testing the Damping of Targets in Accelerator Based Experiments

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091227

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130120

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131227