SU1019279A1 - Способ определени динамического модул Юнга материалов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРБДВЛШНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО МОДУЛЯ ЮНГА МАТЕРИАЛОВ, эаключамхцийс  в том, что образец в виде стержн  подвешивают в узлах колебаний на нит х к вибС 6возбудителю и вибpoизмepйтeльнo Qr преобразователю , возбуждают резонансные изгибные колебани  образца, измер ют резонансную частоту и рассчитывают по ней динамический модуль Юнга, о т л.и чающи . йс  тем, что, с целью определени  динамического модул  Юнга на нестандартных образцах ис .следуемых материалов и снижени  расхода дорогосто щих, материалов, используют составной образец, образованный средним образцом исследуемого материгша и двум  зталонными образцами на концах, длину которых выбирают такой, чтобы узлы изгабных колебаний составного образца лежали в плоскост х соединени  эталонных образцов с образцом наследуемого материала, а материал эталонных образцов выбирают из услог ви  Su- I-i2l b 0,6, Е„ где Б - динамический модуль Юнга исследуемого материала; § В - динамический модуль Юнга материала эталонного образца . 0 :о

Description

Изобретение относитс  к исследо ванию упругих констант твердых материалов , а именно к способам определени  динамического модул  Юнг Известен способ определени  линамического модул  Юнга материалов заключаюдийс  в возбуждении высоко частотных продольных колебаний сте невой колебательной системы, образованной образцом в виде стержн  и соединеннымис его торцами пьезоэлектрическими возбудителем и прием ником колебаний, и измерении резонансной частоты 1. Недостатками этого способа  вл  ютс  сложность получени  образца и указанных пьезоэлементов с равными резонансными частотами, повышенные требовани  к качеству их склейки, относительно узкий температурный диапазон исследовани . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ определени  динамического модул  Юнга материалов, заключающийс  в том, что образец в виде стержн  подвешивают в узлах колебаний на нит х к вибровозбудителю и виброизмерительному преобразователю возбуждают резонансные изгибные колебани  образца, измер ют резонан мую частоту и рассчитывают по ней динамический модуль Юнга 2. Этот способ обеспечивает достаточно высокую точность при определени динамического модул  Юнга на стандартных образцах (стандартными прин то считать такие образцы, у которых отношение поперечного размера к длине не более 1:10). При использовании же нестандартных образцов значительно увеличиваетс  ошибка определени  динаглического модул  Юнга. Кроме того, недостатком извес ного способа  вл етс  большой расход подлежащих исследованию дорогосто щих материалов на изготовление длинного стандартного образца Целью изобретени   вл етс  повы шение точности определени  динамического модул  Юнга на нестандартных образцах исследуемых материало и снижение расхода дорогосто щих материалов. Эта цель достигаетс  тем, что со ласно способу определени  динамического модул  Юнга материалов, зак лючающемус  в том, что образец в виде стержн  подвешивают в узлах колебаний на нит х к вибровозбудителю и виброизмерительному преобразователю , возбуждают резонансные изгибные колебани  образца, измер ю резонансную частоту и рассчитывают по ней динамический Юнга, используют составной образец, обра .зованный средним образцом исследу .. емого материала и двум  эталонными образцами на концах, длину которых выбирают такой, чтобы узлы изгиб-ных колебаний составного образца лежали в плоскост х соединени  эталонных образцов с образцом исследуемого материала, а материал эталонных образцов выбирают из услови  где Е ц - динамический модуль Юнга исследуемого материала; Е - динамический модуль Юнга материала эталонного образца . Благодар  этому услови  возбуждени  и регистрации колебаний образца по предложенному способу практически одинаковы со способом t2 при исследовании в последнем стандартных образцов, а ошибка определени  динамического модул  Юнга меньше, чем по способу f 2 при использовании в последнем нестандартных образцов. Использование составного образца позвол ет изготовить сравнительно короткий образец исследуемого материаЛа и тем самым снизить расход дорогосто щего материала. На чертеже изображена схема осуществлени  предлагаемого способа. Дл  определени  динамического модул  Юнга используют составной образец в виде стержн  (на чертеже изображена форма образца при изгибных колебани х на основной резонансной час±оте), образованный средним образцом 1 исследуемого материала и соединенными с ним ( предпочтительно склеиванием; двум  эталонными образцами 2 и 3 того же сечени . Материал эталонных образцов 2 и 3 выбираетс  из услови  ,6, где K - динамический модуль Юнга . исследуемого образца; Е - динамический модуль Юнга материала эталонного образца . Длина е, эталонных образцов 2 и 3 должна быть такой, чтобы отношение размера поперечного сечени  к общей длине С составного образца было не более 1:10, а узлы изгибных колебаний составного .образца на основной резонансной частоте лежали в плоскост х соединени  эталонных образцов 2 и 3 с образцом 1 исследуемого материала. Составной образец подвешивают в узлах колебаний на тонких нит х 4 и 5 соответственно к вибровозбудителю

6 и виброиэмерительному преобразователю 7, возбуждают резонансные изгибные колебаний составного образца, измер ют резонансную частоту и рассчитывают по ней и геометрическим параметрам образца динамический

модуль Юнга исследуемого материала .

Эффективность предлагаемого способа иллюстрируетс  таблицей Дданные дл  составного образца получены при выполнении эталонных образцов из латуни

Как видно из примеров 2 и 3, предлагаемый способ повышает точность измерени  динамического модул  Юнга материёшов, у которых величина модул  Юнга отличаетс  от модул  Юнга материала эталонных образцов не более чем на 60%.

Из таблицы также видно, что на изготовление нестандартных составных образцов расходуетс  значительно

Продолжение табли1;ы

меньше материалов, чем на стандартные образцы.

Достоинством предлагаемого спосЬба  вл етс  также то, что он предъ вл ет менее жесткие требовани  к температурной стабилизации образца исследуемого материгша, так как он почти в два раза короче стандартного образца.

Claims (1)

1. (54> СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО МОДУЛЯ ЮНГА МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что образец в виде стержня подвешивают в узлах колебаний на нитях к вибровозбудителю и виброизмерйтельному преобразователю, возбуждают резонансные изгибные колебания образца, измеряют резонансную частоту и рассчитывают по ней динамический модуль Юнга, отличающийся тем, что, с целью определения динамического модуля Юнга на нестандартных образцах исследуемых материалов и снижения расхода дорогостоящих, материалов, используют составной образец, образованный средним образцом исследуемого материала и двумя эталонными образцами на концах, длину которых выбирают такой, чтобы узлы изгибных колебаний составного образца лежали в плоскостях соединения эталонных образцов с образцом исследуемого материала, а материал эталонных образцов выбирают из уеловия 8 < о,б, ^Еэт где Е_м - динамический модуль Юнга исследуемого материала;

   Е _эт - динамический модуль Юнга материала эталонного образца.