RU2557323C2 - Method of determining dynamic characteristics of elastomers - Google Patents
Method of determining dynamic characteristics of elastomers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557323C2 RU2557323C2 RU2013135619/28A RU2013135619A RU2557323C2 RU 2557323 C2 RU2557323 C2 RU 2557323C2 RU 2013135619/28 A RU2013135619/28 A RU 2013135619/28A RU 2013135619 A RU2013135619 A RU 2013135619A RU 2557323 C2 RU2557323 C2 RU 2557323C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibrator
- levers
- load
- samples
- inclination
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам определения динамических характеристик эластичных материалов.The invention relates to testing materials, and in particular to methods for determining the dynamic characteristics of elastic materials.
Известен способ определения динамических характеристик эластичных материалов, заключающийся в том, что наносят удар падающим сферическим грузом по испытуемому материалу, регистрируют время падения груза до контакта с материалом, время их контакта и время отскока груза, вычисляют собственную частоту колебаний и по ним определяют динамический модуль упругости, являющийся одним из параметров динамических характеристик [1].A known method for determining the dynamic characteristics of elastic materials is that they strike a falling spherical load on the test material, record the time the load falls before contact with the material, the time of their contact and the time of the load bounce, calculate the natural frequency of vibrations and determine the dynamic elastic modulus , which is one of the parameters of dynamic characteristics [1].
Однако способ не позволяет определять динамические характеристики упругих элементов, работающих на сжатие-растяжение и коаксиальное кручение. Упругие элементы, работающие на сжатие-растяжение и коаксиальное кручение, применяют в устройствах для крепления кабины на раме транспортного средства для повышения вибрационной защиты [2], [3].However, the method does not allow to determine the dynamic characteristics of elastic elements operating in compression-tension and coaxial torsion. Elastic elements operating in compression-tension and coaxial torsion are used in devices for mounting the cab on the vehicle frame to increase vibration protection [2], [3].
Наиболее близким к предлагаемому является способ испытаний материалов для определения динамического модуля упругости, состоящий в том, что испытываемые образцы материала устанавливают на столик электродинамического вибратора, над испытываемыми образцами материала устанавливают груз, приводят столик вибратора с нагруженными образцами материала в вертикальное колебательное движение, плавно изменяют частоту колебаний, определяют частоту резонанса, при которой амплитуда ускорения груза становится максимальной, по частоте резонанса по формуле вычисляют динамический модуль упругости, изменяя массу груза, определяют в перечисленной последовательности значение динамического модуля упругости, испытания в той же последовательности проводят для других отобранных образцов рассматриваемой партии эластичных материалов, для каждой партии материала и конкретной массы груза вычисляют среднее арифметическое значение величин динамического модуля упругости [4].Closest to the proposed is a method of testing materials for determining the dynamic modulus of elasticity, consisting in the fact that the test samples of the material are installed on the table of the electrodynamic vibrator, the load is placed over the tested samples of the material, the vibrator table with the loaded samples of material is brought into vertical oscillatory motion, the frequency is gradually changed oscillations, determine the resonance frequency at which the amplitude of the acceleration of the load becomes maximum, according to the resonance frequency the dynamic elastic modulus is calculated using the formula, changing the mass of the load, the dynamic modulus of elasticity is determined in the above sequence, the tests are carried out in the same sequence for other selected samples of the batch of elastic materials under consideration, for each batch of material and the specific mass of the load, the arithmetic mean value of the dynamic modulus is calculated elasticity [4].
Недостаток способа в том, что он не позволяет определять динамические характеристики упругих элементов, работающих на сжатие-растяжение и коаксиальное кручение. Эти характеристики необходимы при проектировании виброизоляторов, содержащих упругие элементы, которые при выполнении машиной технологических операций с изменением режима работы поворачивают по отношению к защищаемому объекту, плавно изменяя жесткость виброизоляторов и снижая вибрации защищаемых объектов.The disadvantage of this method is that it does not allow to determine the dynamic characteristics of elastic elements operating in compression-tension and coaxial torsion. These characteristics are necessary when designing vibration isolators containing elastic elements, which, when the machine performs technological operations with a change in the operating mode, rotate with respect to the protected object, smoothly changing the stiffness of the vibration isolators and reducing the vibration of the protected objects.
Задачей настоящего изобретения является расширение возможностей способа.The objective of the present invention is to expand the capabilities of the method.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения динамических характеристик эластичных материалов, включающем то, что испытываемые образцы материала устанавливают на столик электродинамического вибратора, над испытываемыми образцами материала устанавливают груз, приводят столик вибратора с нагруженными образцами материала в вертикальное колебательное движение, плавно изменяют частоту колебаний, определяют частоту резонанса, при которой амплитуда ускорения груза становится максимальной, по частоте резонанса по формуле вычисляют динамический модуль упругости, изменяя массу груза, определяют в перечисленной последовательности значение динамического модуля упругости, испытания в той же последовательности проводят для других отобранных образцов рассматриваемой партии эластичных материалов, для каждой партии материала и конкретной массы груза вычисляют среднее арифметическое значение величин динамического модуля упругости, отличительным от прототипа признаком является то, что испытываемые образцы эластичного материала в виде цилиндрических втулок, одетых на валы рычагов, устанавливают в симметрично расположенные относительно оси столика вибратора отверстия приспособления, обеспечивающего возможность синхронного изменения и фиксации равных углов наклона рычагов к поверхности столика вибратора в интервале от 0° до 90°, испытываемые образцы эластичного материала вулканизацией или склеиванием жестко прикрепляют к валам рычагов и внутренней поверхности отверстий приспособления, последовательно изменяют и фиксируют с помощью приспособления угол наклона рычагов к поверхности столика вибратора, при каждом установленном значении угла наклона рычагов определяют в перечисленной последовательности значение динамического модуля упругости, а для каждой партии материала - среднее арифметическое значение величин модуля упругости.The problem is achieved in that in a method for determining the dynamic characteristics of elastic materials, including the fact that the test material samples are mounted on a table of an electrodynamic vibrator, a load is placed on the test material samples, a vibrator table with loaded material samples is brought into vertical oscillatory motion, the vibration frequency is smoothly changed , determine the resonance frequency at which the amplitude of the acceleration of the load becomes maximum, according to the resonance frequency in the form the dynamic elastic modulus is calculated by changing the mass of the load, the dynamic elastic modulus value is determined in the above sequence, tests in the same sequence are carried out for other selected samples of the batch of elastic materials under consideration, for each batch of material and specific mass of the load, the arithmetic average of the values of the dynamic elastic modulus is calculated , a distinctive feature of the prototype is that the tested samples of elastic material in the form of a cylindrical w locks, dressed on the shaft of the levers, are installed in the holes of the device symmetrically located relative to the axis of the vibrator table, which allows simultaneous changes and fixation of equal tilt angles of the levers to the surface of the vibrator table in the range from 0 ° to 90 °, the tested samples of elastic material are vulcanized or glued tightly to the shafts of the levers and the inner surface of the holes of the device, sequentially change and fix using the device the angle of inclination of the levers to the surface the vibrator table, for each set value of the angle of inclination of the levers, the value of the dynamic elastic modulus is determined in the listed sequence, and for each batch of material the arithmetic mean value of the elastic modulus values.
Известно, что упругие свойства эластомеров характеризуются большим различием модулей объемного сжатия и сдвига, который имеет место при коаксиальном кручении. Например, для резин их отношение лежит в пределах от 500 до 5000 [5, с.21]. При угле наклона рычагов 0° эластомеры работают только на коаксиальное кручение, а при угле наклона 90° они работают только на сжатие-растяжение. При угле наклона рычагов, который больше 0°, но меньше 90°, эластомеры работают одновременно на сжатие-растяжение и коаксиальное кручение.It is known that the elastic properties of elastomers are characterized by a large difference in the moduli of volume compression and shear, which occurs during coaxial torsion. For example, for rubbers, their ratio lies in the range from 500 to 5000 [5, p.21]. At an angle of inclination of the levers of 0 °, elastomers work only on coaxial torsion, and at an angle of inclination of 90 ° they work only on compression-tension. When the angle of inclination of the levers, which is more than 0 °, but less than 90 °, elastomers work simultaneously on compression-tension and coaxial torsion.
При изменении угла наклона рычагов будет изменяться и значение динамического модуля упругости этих материалов.With a change in the angle of inclination of the levers, the value of the dynamic elastic modulus of these materials will also change.
На фиг.1 представлена схема реализации способа определения динамических характеристик эластомеров; на фиг.2 - зависимость среднего арифметического значения величин модуля упругости эластомеров от угла наклона рычагов к поверхности столика вибратора.Figure 1 presents a diagram of the implementation of the method for determining the dynamic characteristics of elastomers; figure 2 - dependence of the arithmetic mean value of the elastic modulus of the elastomers from the angle of inclination of the levers to the surface of the vibrator table.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
От каждой партии эластомеров отбирают для испытаний не менее шести образцов. Количество одновременно испытываемых образцов принимают две штуки.At least six samples are taken from each batch of elastomers for testing. The number of simultaneously tested samples take two pieces.
Испытываемые образцы эластичного материала в виде цилиндрических втулок 1, надетых на валы 2 рычагов 3, устанавливают в симметрично расположенные относительно оси У-У столика 4 вибратора 5 отверстия B и С приспособления 6.The tested samples of elastic material in the form of cylindrical bushings 1, worn on the shafts 2 of the levers 3, are installed in the holes B and C of the device 6 symmetrically located relative to the axis U-U of the table 4 of the vibrator 5.
Приспособление 6 обеспечивает возможность синхронного изменения и фиксации равных углов φ наклона рычагов 3 к поверхности столика 6 вибратора 5 в интервале от 0° до 90°.The device 6 provides the possibility of synchronous changes and fixing equal angles φ of the tilt of the levers 3 to the surface of the table 6 of the vibrator 5 in the range from 0 ° to 90 °.
Испытываемые образцы 1 эластичного материала вулканизацией или склеиванием жестко прикрепляют к валам 2 рычагов 3 и внутренней поверхности отверстий B и С приспособления 6.The test samples 1 of the elastic material by vulcanization or gluing are rigidly attached to the shafts 2 of the levers 3 and the inner surface of the holes B and C of the device 6.
Над испытываемыми образцами эластичного материала 1 устанавливают первый груз 7. Приводят столик 4 вибратора с нагруженными образцами материала 1 в вертикальное колебательное движение, установив на измерительном усилителе 8 режим автоматического поддержания постоянной амплитуды ускорения груза 7. С помощью низкочастотного измерительного звукового генератора 9 устанавливают колебания частотой 5 Гц.The first load 7 is installed over the tested samples of elastic material 1. The vibrator table 4 with loaded samples of material 1 is brought into a vertical oscillatory motion, setting the measuring amplifier 8 to automatically maintain a constant amplitude of the acceleration of the load 7. Using a low-frequency measuring sound generator 9, set the oscillations with a frequency of 5 Hz
Плавно изменяют частоту колебаний и определяют частоту резонанса f, при которой амплитуда ускорения груза 7 становится максимальной. Амплитуду ускорения регистрируют с помощью акселерометров 10 и виброизмерителя 11.The oscillation frequency is smoothly changed and the resonance frequency f is determined at which the acceleration amplitude of the load 7 becomes maximum. The acceleration amplitude is recorded using accelerometers 10 and a vibration meter 11.
По частоте резонанса f вычисляют динамический модуль упругости ЕД (Н/м2) эластомера по формуле [4, с.4]The resonance frequency f calculate the dynamic modulus of elasticity E D (N / m 2 ) of the elastomer according to the formula [4, p.4]
где f - частота резонанса, Гц;where f is the resonance frequency, Hz;
М - масса груза, кг;M is the mass of the cargo, kg;
h - толщина втулки образца эластомера под нагрузкой, м;h is the thickness of the sleeve of the elastomer sample under load, m;
F - общая площадь поверхности одновременно испытываемых образцов, воспринимающая нагрузку, м2.F is the total surface area of the simultaneously tested samples, perceiving the load, m 2 .
Изменяя массу М груза 7, определяют в перечисленной последовательности значение динамического модуля упругости ЕД.Changing the mass M of the load 7, determine in the listed sequence the value of the dynamic elastic modulus E D.
Испытания в той же последовательности проводят для других отобранных образцов рассматриваемой партии эластичных материалов.Tests in the same sequence are carried out for other selected samples of the batch of elastic materials under consideration.
Для каждой партии материала и конкретной массы М груза вычисляют среднее арифметическое значение величин динамического модуля упругости.For each batch of material and a specific mass M of load, the arithmetic mean value of the values of the dynamic elastic modulus is calculated.
Последовательно изменяют и фиксируют с помощью приспособления 6 угол φ наклона рычагов 3 к поверхности столика 6 вибратора 5 в интервале от 0° до 90° и изменяют массу М груза 7.Consistently change and fix using the device 6 the angle φ of the tilt of the levers 3 to the surface of the table 6 of the vibrator 5 in the range from 0 ° to 90 ° and change the mass M of the load 7.
При каждом установленном значении угла φ наклона рычагов 3 и массе М груза 7 определяют в перечисленной последовательности значение динамического модуля упругости, а для каждой партии материала - среднее арифметическое значение величин модуля упругости.For each set value of the angle of inclination of the levers 3 and the mass M of the load 7, the value of the dynamic elastic modulus is determined in the above sequence, and for each batch of material the arithmetic mean value of the elastic modulus is determined.
В результате проведения испытаний на вибрационном электродинамическом стенде ВЭДС-10А в соответствии с заявляемым способом определения динамических характеристик эластомеров были получены экспериментальные данные для резины марки 1378.As a result of testing on a vibrating electrodynamic stand VEDS-10A in accordance with the claimed method for determining the dynamic characteristics of elastomers, experimental data were obtained for rubber grade 1378.
По полученным частотам резонанса f по формуле (1) вычислялись значения динамического модуля упругости испытываемых образцов резины и средние арифметические значения модуля упругости исследуемой партии резины.Using the obtained resonance frequencies f using formula (1), we calculated the values of the dynamic elastic modulus of the tested rubber samples and the arithmetic mean values of the elastic modulus of the rubber lot under study.
На фиг.2 показана полученная зависимость динамического модуля упругости ЕД от угла φ наклона рычагов 3 к поверхности столика 6 вибратора 5.Figure 2 shows the obtained dependence of the dynamic elastic modulus E D on the angle φ of the inclination of the levers 3 to the surface of the table 6 of the vibrator 5.
В качестве испытываемых образцов использовались втулки из резины, имеющие длину 50 мм, наружный диаметр 50 мм, отверстие 20 мм.As test samples, rubber bushings having a length of 50 mm, an outer diameter of 50 mm, an opening of 20 mm were used.
Нагрузка на образцы была принята 10 КН/м2.The load on the samples was adopted 10 KN / m 2 .
По результатам исследований можно сделать вывод, что с увеличением угла наклона φ испытываемых образцов резины значение динамического модуля упругости снижается.According to the research results, it can be concluded that with an increase in the angle of inclination φ of the tested rubber samples, the value of the dynamic elastic modulus decreases.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №697873, кл. G01N 3/30, 1978.1. USSR author's certificate No. 697873, cl. G01N 3/30, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР на изобретение №300368. Устройство для крепления кабины на раме автомобиля. Опубл. 07.04.1971. Бюл. №13.2. USSR copyright certificate for invention No. 300368. Device for mounting the cab on the car frame. Publ. 04/07/1971. Bull. No. 13.
3. Авторское свидетельство СССР на изобретение №1604653. Устройство для крепления кабины на раме транспортного средства. Опубл. 07.11.1990. Бюл. №41.3. USSR copyright certificate for the invention No. 1604653. Device for mounting the cab on the vehicle frame. Publ. 11/07/1990. Bull. No. 41.
4. Материалы звукоизоляционные и звукопоглощающие. Методы испытаний. ГОСТ 16297-80. Издание официальное. Государственный строительный комитет СССР. М.: Издательство стандартов, 1988.4. Soundproof and sound absorbing materials. Test methods. GOST 16297-80. The publication is official. State Construction Committee of the USSR. M .: Publishing house of standards, 1988.
5. Ляпунов В.Т., Лавендел Э.Э., Шляпочников С.А. Резиновые виброизоляторы. Справочник. - Л.: Судостроение, 1988. - 216 с.5. Lyapunov V.T., Lavendel E.E., Shlyapochnikov S.A. Rubber vibration isolators. Directory. - L .: Shipbuilding, 1988 .-- 216 p.
6. Вибрации в технике. Справочник. Том 4 / Под ред. Э.Э. Лавендела. - М.: Машиностроение, 1981.6. Vibration in technology. Directory. Volume 4 / Ed. E.E. Lavendela. - M.: Mechanical Engineering, 1981.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013135619/28A RU2557323C2 (en) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | Method of determining dynamic characteristics of elastomers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013135619/28A RU2557323C2 (en) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | Method of determining dynamic characteristics of elastomers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013135619A RU2013135619A (en) | 2015-02-10 |
RU2557323C2 true RU2557323C2 (en) | 2015-07-20 |
Family
ID=53281518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013135619/28A RU2557323C2 (en) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | Method of determining dynamic characteristics of elastomers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2557323C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172619U1 (en) * | 2016-06-06 | 2017-07-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | DEVICE FOR DETERMINING DYNAMIC CHARACTERISTICS OF ELASTOMERS |
RU2625639C1 (en) * | 2016-09-05 | 2017-07-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Stand for impact testing |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU139859A1 (en) * | 1960-01-11 | 1960-11-30 | В.И. Заборов | Device for measuring dynamic elastic moduli of materials |
SU1548750A1 (en) * | 1988-05-23 | 1990-03-07 | Институт прикладной физики АН СССР | Method of determining dynamic modulus of elasticity and angle of mechanical losses |
JP2006177734A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Device for measuring viscoelasticity and method for measuring viscoelastic material |
-
2013
- 2013-07-29 RU RU2013135619/28A patent/RU2557323C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU139859A1 (en) * | 1960-01-11 | 1960-11-30 | В.И. Заборов | Device for measuring dynamic elastic moduli of materials |
SU1548750A1 (en) * | 1988-05-23 | 1990-03-07 | Институт прикладной физики АН СССР | Method of determining dynamic modulus of elasticity and angle of mechanical losses |
JP2006177734A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Device for measuring viscoelasticity and method for measuring viscoelastic material |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ 16297-80. Издание официальное. Государственный строительный комитет СССР. М. Издательство стандартов, 1988. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172619U1 (en) * | 2016-06-06 | 2017-07-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | DEVICE FOR DETERMINING DYNAMIC CHARACTERISTICS OF ELASTOMERS |
RU2625639C1 (en) * | 2016-09-05 | 2017-07-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Stand for impact testing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013135619A (en) | 2015-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wei et al. | Experimental investigation into temperature-and frequency-dependent dynamic properties of high-speed rail pads | |
RU2603787C1 (en) | Test bench for vibroacoustic tests of specimens and models | |
US7933691B2 (en) | System for and method of monitoring free play of aircraft control surfaces | |
RU2557323C2 (en) | Method of determining dynamic characteristics of elastomers | |
RU2557321C2 (en) | Method for determining dynamic characteristics of elastomers | |
RU158443U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING DYNAMIC CHARACTERISTICS OF ELASTOMERS | |
Haldar et al. | Vibration characteristics of thermoplastic composite | |
RU2659984C1 (en) | Test bench for vibroacoustic tests of specimens and models | |
Cao et al. | Tire cavity induced structure-borne noise study with experimental verification | |
RU2617800C1 (en) | Method and device for technical condition estimation of the engineering structures | |
Garcia Tarrago et al. | Viscoelastic models for rubber mounts: influence on the dynamic behaviour of an elastomeric isolated system | |
RU2653554C1 (en) | Method of vibroacoustic tests of specimens and models | |
RU172619U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING DYNAMIC CHARACTERISTICS OF ELASTOMERS | |
Prato et al. | Experimental determination of the dynamic elastic modulus of polymeric soft materials in an extended frequency range: A supported free loading-mass method | |
Dong et al. | Crack identification in a rotor with an open crack | |
Chanpong et al. | A study of tire cavity resonance and its mitigation using modal analysis method | |
RU2650848C1 (en) | Method of testing multimass vibration isolation systems | |
JP2006090811A (en) | Evaluation system for vibration control member | |
Len’kov et al. | Resonance measurement technique for viscoelastic properties of damping materials of the porous closed cellular PE foam type | |
JP6159954B2 (en) | Method for evaluating characteristics of connecting members | |
Park et al. | Viscoelastic properties of foamed thermoplastic vulcanizates and their dependence on void fraction | |
Schiavi et al. | Dynamic stiffness of resilient materials based on accurate measurement of dynamic force and dynamic displacement | |
Chiang et al. | Development of procedures for calculating stiffness and damping properties of elastomers in engineering applications. Part 1: Verification of basic methods | |
RU2649631C1 (en) | Test bench for multimass vibration isolation systems | |
RU2652154C1 (en) | Stand for vibroacoustic tests |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170730 |