RU2425351C1 - Procedure for analysis of damping properties of materials and device for its implementation - Google Patents
Procedure for analysis of damping properties of materials and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425351C1 RU2425351C1 RU2009141868/28A RU2009141868A RU2425351C1 RU 2425351 C1 RU2425351 C1 RU 2425351C1 RU 2009141868/28 A RU2009141868/28 A RU 2009141868/28A RU 2009141868 A RU2009141868 A RU 2009141868A RU 2425351 C1 RU2425351 C1 RU 2425351C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- axis
- sample
- load
- base
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике, к способам и устройствам для исследования деформационных свойств материалов при изучении их демпфирующих свойств. Изобретение особенно необходимо для исследования свойств эквивалентных материалов, применяемых при физическом моделировании геомеханических процессов.The invention relates to testing equipment, to methods and devices for studying the deformation properties of materials in the study of their damping properties. The invention is especially necessary for studying the properties of equivalent materials used in the physical modeling of geomechanical processes.
Известен способ исследования демпфирующих свойств материалов (патент РФ №1585723, кл. G01N 3/32, 1990). Способ заключается в том, что образец исследуемого материала нагружают циклами затухающих колебаний механической нагрузки, а в повторных циклах меняют величины нагрузок. Устройство для реализации способа содержит основание, установленные на нем неподвижный и два подвижных захвата образца, ось вращения, штангу, установленную на оси вращения, груз, закрепленный на штанге, приспособление для соединения штанги с подвижными захватами. Приспособление для соединения штанги с захватами выполнено в виде каретки, неподвижный захват установлен на основании.A known method of studying the damping properties of materials (RF patent No. 1585723, CL G01N 3/32, 1990). The method consists in the fact that the sample of the studied material is loaded with cycles of damped oscillations of the mechanical load, and in repeated cycles, the values of the loads are changed. A device for implementing the method comprises a base, a fixed one and two movable sample grips mounted on it, an axis of rotation, a rod mounted on the axis of rotation, a load fixed on the rod, a device for connecting the rod with movable grippers. The device for connecting the rod with the grippers is made in the form of a carriage, a fixed gripper is mounted on the base.
Недостаток данного способа и устройства состоит в том, что циклы затухающих колебаний нагрузки подводятся поочередно к двум разным образцам. Исследования с нагруженном поочередно разных концов одного образца данным способом неосуществимы.The disadvantage of this method and device is that the cycles of damped load oscillations are applied alternately to two different samples. Studies with alternately loaded different ends of one sample in this way are not feasible.
Известен способ исследования демпфирующих свойств материалов (патент РФ №1675738, кл. G01N 3/32, 1991). Способ заключается в том, что образец исследуемого материала нагружают циклами затухающих колебаний механической нагрузки, а в повторных циклах меняют величины нагрузок. Устройство для реализации способа содержит основание, установленные на нем неподвижный и два подвижных захвата образца, ось вращения, штангу, установленную на оси вращения, груз, закрепленный на штанге, приспособление для соединения штанги с подвижными захватами. Приспособление для соединения штанги с захватами выполнено в виде двух зубчатых колес и двух реек, неподвижный захват установлен на основании.A known method of studying the damping properties of materials (RF patent No. 1675738, class G01N 3/32, 1991). The method consists in the fact that the sample of the studied material is loaded with cycles of damped oscillations of the mechanical load, and in repeated cycles, the values of the loads are changed. A device for implementing the method comprises a base, a fixed one and two movable sample grips mounted on it, an axis of rotation, a rod mounted on the axis of rotation, a load fixed on the rod, a device for connecting the rod with movable grippers. The device for connecting the rod with the grippers is made in the form of two gears and two racks, a fixed gripper is mounted on the base.
Недостаток данного способа и устройства состоит в том, что, как и в предыдущем случае, испытания проводятся с двумя образцами. Поэтому изменения свойств в одном образце никак не влияют на изменения свойств материала другого образца.The disadvantage of this method and device is that, as in the previous case, the tests are carried out with two samples. Therefore, changes in properties in one sample in no way affect changes in the properties of the material of another sample.
Известен способ исследования демпфирующих свойств материалов (патент РФ №1827575, кл. G01N 3/32, 1993), принимаемый за прототип. Способ заключается в том, что образец исследуемого материала нагружают циклами затухающих колебаний механической нагрузки, а в повторных циклах меняют величины нагрузок. Устройство для реализации способа содержит основание, установленные на нем неподвижный и два подвижных захвата образца, ось вращения, штангу, установленную на оси вращения, груз, закрепленный на штанге, приспособление для соединения штанги с подвижными захватами. Приспособление для соединения штанги с захватами выполнено в виде зубчатого колеса и реек, неподвижный захват установлен на основании.A known method of studying the damping properties of materials (RF patent No. 1827575, class G01N 3/32, 1993), adopted as a prototype. The method consists in the fact that the sample of the studied material is loaded with cycles of damped oscillations of the mechanical load, and in repeated cycles, the values of the loads are changed. A device for implementing the method comprises a base, a fixed one and two movable sample grips mounted on it, an axis of rotation, a rod mounted on the axis of rotation, a load fixed on the rod, a device for connecting the rod with movable grippers. The device for connecting the rod with the grippers is made in the form of a gear wheel and racks, a fixed gripper is mounted on the base.
Недостаток этого способа и устройства состоит в том, что испытания проводятся, как и в предыдущих способах, на двух образцах. Это не позволяет исследовать целое направление в изучении демпфирующих свойств материалов, а именно исследовать процесс так называемой «накачки» материала механической энергией в условиях неравномерного поступления этой энергии в объем образца с разных направлений. Это возможно исследовать, если в один и тот же объем материала поступают порции механической энергии разных величин и с разных направлений по оси образца. Каждое пригружение вызывает обратимые и необратимые деформации. Необратимые деформации накапливаются и фронты их развития перемещаются навстречу друг другу, накладываются друг на друга и соответствующим образом меняют свойства материала. После таких нагружений материал становится неоднородным, хотя до нагружений его свойства были одинаковыми в любых точках объема. Так часто развиваются процессы деформирования массива горных пород, когда горные работы ведутся в разных зонах горного массива, и это необходимо исследовать путем физического моделирования на эквивалентных материалах. В таких условиях работает также большое количество деталей машин и механизмов, поэтому знание этих закономерностей изменения свойств материала необходимо как для разработчиков материалов, так и для конструкторов машин и механизмов.The disadvantage of this method and device is that the tests are carried out, as in the previous methods, on two samples. This does not allow us to investigate a whole direction in the study of the damping properties of materials, namely, to investigate the process of the so-called “pumping” of material by mechanical energy under conditions of uneven flow of this energy into the sample volume from different directions. It is possible to investigate if portions of mechanical energy of different quantities and from different directions along the axis of the sample enter the same volume of material. Each shading causes reversible and irreversible deformations. Irreversible deformations accumulate and the fronts of their development move towards each other, overlap each other and change the properties of the material accordingly. After such loading, the material becomes inhomogeneous, although prior to loading, its properties were the same at any point in the volume. So often the processes of deformation of the rock massif develop when mining is carried out in different zones of the rock mass, and this must be investigated by physical modeling on equivalent materials. In such conditions, a large number of machine parts and mechanisms also work, therefore, knowledge of these patterns of changing material properties is necessary for both material developers and machine designers.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей способа исследования и стенда путем обеспечения исследования демпфирующих свойств на одном образце с приложением нагрузок к разным концам образца.The technical result of the invention is to expand the functionality of the research method and the stand by providing studies of the damping properties on the same sample with the application of loads to different ends of the sample.
Технический результат достигается тем, что способ исследования демпфирующих свойств материалов, заключающийся в том, что образец исследуемого материала нагружают циклами затухающих колебаний механической нагрузки, а в повторных циклах меняют уровни нагрузок, согласно изобретению, затухающие колебания в цикле поочередно прикладывают с разных концов образца, а в повторных циклах меняют уровни и соотношение нагрузок на разных концах образца.The technical result is achieved by the fact that the method of studying the damping properties of materials, namely, that the sample of the studied material is loaded with cycles of damped oscillations of the mechanical load, and in repeated cycles the load levels are changed, according to the invention, damped oscillations in the cycle are applied alternately from different ends of the sample, and in repeated cycles, the levels and the ratio of loads at different ends of the sample change.
Технический результат также достигается тем, что устройство для исследования демпфирующих свойств материалов, содержащее основание, установленные на нем неподвижный и два подвижных захвата образца, ось вращения, штангу, установленную на оси вращения, груз, закрепленный на штанге, приспособление для соединения штанги с подвижными захватами, согласно изобретению, приспособление для соединения штанги с подвижными захватами выполнено в виде коромысла, установленного на оси штанги и жестко с ней соединенного, подвижные захваты закреплены на разных концах коромысла, а неподвижный захват закреплен на оси штанги, при этом ось штанги выполнена с возможностью поворота относительно основания, между осью и основанием размещен фиксатор поворота оси штанги, при этом штанга выполнена упругой.The technical result is also achieved by the fact that a device for studying the damping properties of materials, containing a base, fixed on it and two movable grippers for the sample, an axis of rotation, a rod mounted on the axis of rotation, a load fixed on the rod, a device for connecting the rod with movable grippers , according to the invention, the device for connecting the rod with movable grippers is made in the form of a rocker mounted on the axis of the rod and rigidly connected to it, the movable grips are fixed and opposite ends of the rocker arm, and a stationary grip is fixed to the rod axis, wherein the axis of the rod is rotatable relative to the base, between the axle and retainer base disposed pivot rod axis, wherein the elastic rod is formed.
Приложение нагрузок поочередно не к двум образцам, как в прототипе, а к разным концам одного и того же образца, позволяет проводить исследования демпфирующих свойств в новом направлении - в изучении неравномерных изменений свойств материала в разных областях его объема. Возможность изменения уровней и соотношений нагрузок в повторных циклах не на разных образцах, как в прототипе, а на разных концах одного образца, сохраняют необходимые условия демпфирующих испытаний применительно к новому направлению исследований. Это приводит к достижению технического результата.Applying loads alternately not to two samples, as in the prototype, but to different ends of the same sample, allows us to study the damping properties in a new direction - to study non-uniform changes in the properties of the material in different areas of its volume. The ability to change levels and load ratios in repeated cycles not on different samples, as in the prototype, but on different ends of one sample, retain the necessary conditions for damping tests in relation to a new direction of research. This leads to the achievement of a technical result.
Выполнение приспособления для соединения штанги с подвижными захватами в виде коромысла с расположенными на его концах подвижными захватами и закрепление неподвижного захвата на оси штанги позволяет проводить испытания на одном образце с приложением нагрузок к разным концам образца, что было неосуществимо на стенде прототипа. Возможность поворота оси штанги с фиксацией этого поворота позволяет менять угловую ориентировку штанги и коромысла с захватами. Это позволяет менять соотношение нагрузок в повторных циклах, как на прототипе, но, в отличие от прототипа, эти изменения относятся к разным концам образца. Это также приводит к достижению технического результата.The implementation of the device for connecting the rod with movable grippers in the form of a rocker arm with movable grippers located at its ends and fixing the fixed gripper on the axis of the rod allows testing on the same specimen with the application of loads to different ends of the specimen, which was not feasible on the prototype bench. The ability to rotate the axis of the rod with the fixation of this rotation allows you to change the angular orientation of the rod and rocker arm with grips. This allows you to change the ratio of loads in repeated cycles, as in the prototype, but, unlike the prototype, these changes relate to different ends of the sample. This also leads to the achievement of a technical result.
На фиг.1 представлена схема стенда для реализации способа.Figure 1 presents a diagram of a stand for implementing the method.
Устройство для исследования демпфирующих свойств материалов содержит основание 1, установленные на нем неподвижный 2 и два подвижных захвата 3, 4 образца 5, ось вращения 6, штангу 7, установленную на оси вращения 6, груз 8, закрепленный на штанге 7, приспособление 9 для соединения штанги 7 с подвижными захватами 3, 4. Приспособление 9 для соединения штанги с подвижными захватами 3, 4 выполнено в виде коромысла, установленного на оси штанги и жестко с ней связанного, подвижные захваты закреплены на разных концах коромысла, неподвижный захват 3 закреплен на оси штанги 7, ось штанги выполнена с возможностью поворота относительно основания, между осью и основанием размещен фиксатор поворота оси штанги, при этом штанга выполнена упругой.A device for studying the damping properties of materials contains a base 1, a fixed 2 mounted on it, and two movable grippers 3, 4 of a sample 5, an axis of rotation 6, a rod 7 mounted on an axis of rotation 6, a load 8 mounted on a rod 7, an attachment 9 rods 7 with movable grippers 3, 4. The device 9 for connecting the rod with movable grippers 3, 4 is made in the form of a beam mounted on the axis of the rod and rigidly connected with it, movable grippers are fixed at different ends of the beam, the fixed gripper 3 is fixed n on the axis of the rod 7, the axis of the rod is rotatable relative to the base, between the axis and the base there is a latch for turning the axis of the rod, while the rod is made elastic.
Жесткое соединение штанги 7 с коромыслом 9 осуществлено с помощью кольца 11. Захваты 3, 4 могут менять положение вдоль коромысла. В представленном варианте подвижные захваты 3, 4 выполнены в виде упоров.A rigid connection of the rod 7 with the beam 9 is carried out using the ring 11. The grips 3, 4 can change position along the beam. In the presented embodiment, the movable grips 3, 4 are made in the form of stops.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Устанавливают образец 5 в захват 2 так, что захваты 3, 4 входят в контакт с поверхностью образца. Отклоняют груз 8 от начального положения на заданный угол и отпускают его. Под действием упругодеформированной штанги 7 груз совершает возвратно-качательные затухающие перемещения и через штангу 7, кольцо 11, коромысло 9 и захваты 3, 4 циклически нагружает поочередно концы образца 5. Для изменения соотношений между нагрузками в следующем цикле выключают фиксатор 10, поворачивают ось 6 вместе с захватом 2, образцом 5, коромыслом 9, штангой с и грузом 8 в новое положение. Включают фиксатор 10 и испытания повторяют, но уже при новом соотношении нагрузок на концах образца. В зависимости от направления поворота оси нагрузка будет большей на одном или другом конце образца. Так, если поворот осуществлен по часовой стрелке (по чертежу), то большим нагрузкам будет подвергаться правый (по чертежу) конец образца, и наоборот.Set the sample 5 in the gripper 2 so that the grippers 3, 4 come in contact with the surface of the sample. Deviate the load 8 from the initial position by a predetermined angle and release it. Under the action of the elastically deformed rod 7, the load makes oscillating and damping movements and, through the rod 7, ring 11, rocker 9 and grippers 3, 4, cyclically loads the ends of the sample 5. To change the ratios between the loads in the next cycle, release the latch 10, rotate the axis 6 together with capture 2, sample 5, rocker 9, barbell and load 8 to a new position. The lock 10 is turned on and the tests are repeated, but with a new load ratio at the ends of the sample. Depending on the direction of rotation of the axis, the load will be greater at one or the other end of the sample. So, if the rotation is carried out clockwise (according to the drawing), then the right (according to the drawing) end of the sample will be subjected to heavy loads, and vice versa.
Изобретение создает возможность исследования демпфирующих свойств в новом направлении - при неравномерном развитии изменений свойств материала в разных областях его объема с возможностью изменения уровней и соотношений нагрузок в повторных циклах на разных концах одного образца, что важно при исследовании поведения горного массива на эквивалентных материалах.The invention makes it possible to study the damping properties in a new direction - with the uneven development of changes in the properties of the material in different areas of its volume with the possibility of changing levels and load ratios in repeated cycles at different ends of the same sample, which is important when studying the behavior of the rock mass on equivalent materials.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009141868/28A RU2425351C1 (en) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | Procedure for analysis of damping properties of materials and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009141868/28A RU2425351C1 (en) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | Procedure for analysis of damping properties of materials and device for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009141868A RU2009141868A (en) | 2011-05-20 |
| RU2425351C1 true RU2425351C1 (en) | 2011-07-27 |
Family
ID=44733424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009141868/28A RU2425351C1 (en) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | Procedure for analysis of damping properties of materials and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2425351C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530474C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Method for experimental and theoretical determination of intrinsic damping forces in resilient element |
-
2009
- 2009-11-12 RU RU2009141868/28A patent/RU2425351C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530474C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Method for experimental and theoretical determination of intrinsic damping forces in resilient element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009141868A (en) | 2011-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tsutsumi et al. | General non-proportional loading behavior of soils | |
| CN201965816U (en) | Multifunctional device for measuring rigid rotation inertia and demonstrating and proving conservation of angular momentum | |
| RU2425351C1 (en) | Procedure for analysis of damping properties of materials and device for its implementation | |
| Jabareen | Strongly objective numerical implementation and generalization of a unified large inelastic deformation model with a smooth elastic–inelastic transition | |
| CN105136578B (en) | A kind of achievable drop impact tension test transfer beam device for eliminating inertia force influence | |
| RU2682845C1 (en) | Pendulum impactor for testing material samples under shock loading | |
| Miedzinska et al. | Numerical verification of three point bending experiment of magnetorheological elastomer (MRE) in magnetic field | |
| RU2503944C2 (en) | Plant for fatigue testing of samples during twisting | |
| RU2373513C1 (en) | Impact pendulum-type testing machine for testing samples under shock loading | |
| RU2400730C1 (en) | Test bench for material samples | |
| RU2415398C1 (en) | Material fatigue tester | |
| He et al. | Response of granular material under combined principal stress value and orientation change in 3D space | |
| RU2425354C1 (en) | Installation for fatigue test of samples of materials | |
| RU2374621C1 (en) | Samples impact test bench | |
| RU2328717C1 (en) | Method of investigating mechanical properties of soils, quick and powder materials and device for implementing method | |
| RU2374620C1 (en) | Installation for material strength test | |
| RU2380679C1 (en) | Installation for testing samples of materials with repeated impacts | |
| RU2416087C1 (en) | Installation for mechanical tests of samples of materials at cyclic loading | |
| CN107389264A (en) | A kind of analysis method of the horizontal equator moment of inertia measuring accuracy of revolving body | |
| He et al. | Deformation of granular soil under combination of principal stress value and direction change | |
| RU2682979C1 (en) | Method and stand for modeling biaxial shock load to test object | |
| RU2376569C1 (en) | Plant for bending strength test of materials | |
| RU2400732C1 (en) | Sample mechanical testing installation with cyclic loading | |
| KR101301263B1 (en) | Testing apparatus for rotary actuator | |
| Vassiliadis et al. | Multiaxial tensile testing of Textile Fabrics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111113 |