Изобретение относитс к исследованию в зкоупругих свойств материалов при динамических режимах нагружени , а именно в режиме .вынужденных колебаний. Основным требованием, предъ вл емым к Д|9тчикам сдвиговых виброреометров, вл етс то, чтобы они были колебательными системами с одной степенью свободы . В режиме вынужденных колебаний такие системы участвуют одновременно в двух колебательных движени х. Первое представл ет собой собственное колебательное движение, которое вл етс затухающим и по истечении некоторого вре мени практически исчезает. Оно опреде- л ет продолжительность переходных процессов устройства. Второе колебательное движение происходит с частотой возмущающей силы. Оно не затухает, а продолжаетс , пока действует возмущающа сила. Известен датчик виброреометра, содер жащий неподвижное основание, к которому креп тс рабочие платформы при помощи пружинных элементов С11 Однако этот датчик имеет низкую соб- ственную частоту кааебаний (WQ) и высокую добротность, что сужает диапазон частот частотно-фазовых измерений в дорезонансной области деформировани . . Кроме того, он имеет большие габаритные размерь упругих подвесок, чтобы обеспечить деформирование с большими амплитудами, которое зависит от прогиба упругих элементов подвесок.. Наиболее близким к изобретению вл етс датчик, включающий неподвижное основание , к которому прикреплена неподвижна платформа и посредством пружинных элементов подвешена подвижна плат форма, между которыми помещен образец исследуемого материала 2.. Однако при такой ксиструкции рабочего усзла колебательна система имеет две степени свободы, так как при прогибах упругих элементов подвески происходит смещение платформы еще и в направлении , перпендикул рном к направлению деформировани . Поэтому исследуемь1Й материал подвергаетс не чистому сдвиговому деформированию. Расширить диапазон рабочих частот и амплитуд деформировани в дорезонансном режиме можно увеличением собственной частоты колебаний системы. Собствен на частота колебаний системы определ етс по формуле с- где С - жесткость упругой подвески; П) - масса пойвижных элементов. Как видно из формулы, проще всего собственную частоту колебаний измен ть, мен либо жесткость системы, либо ее массу, причем значительное увеличение жесткости упругой подвески вызывает сильное сужение диапазона амплитуд деформировани , а уменьшение массы подвижных элементов ограничено конструктивными соображени ми. Целью изобретени вл етс расщиреi ние диапазона частот при одновременном уменьшении габаритных размеров устройства . Указанна цепь достигаетс тем, что в датчике частотно-фазового виброреометра , содержащем неподвижное основание, к KOTOpOTviy прикреплена неподвижна платформа и посредством пру шнных элементов подвешена подвижна платформа, мeжs ду которыкй помещен образец исследуемого материала, пружинные элементы подвески подвижной платформы выполнены в виде замкнутых рамок, внутри которых закреплены вкладыши из в зкоупругого материала. Така конструкци датчика обеспечивает увеличение собственной частоты собственных колебаний и параметра затуха-г ни по сравнению с известными устройствами . Предложенна система имеет тоиь:КО одну степень свободы. I На фиг. 1 схематически изображен рабочий узел виброрёометра, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Датчик частотно-фазового виброреометра состоит из неподвижного основани 1, к которому прикреплены нижн платформа 2 и на четырех подвесках, выполненных в виде спаренных упругих замкнутых рамок 3, расположенных в плоскости, паралллельной и перпендикул рной плоскости, деформировани образца, верхн платформа 4. Внутрь упругих рамок вставпены вкладьпии из в зкоупругого материала 5. Дл зажима между платформами испытуемогч ) образца 6 нижн платформа соединена с ходовым винтом 7, перемещающим ее в вертикальном направлении. Генератор 8 механических ко.1ебаний соединен с платформой 4 т гой 9, а датчик 10 - т гой 11. Устройство работает следующим обазом . Образец 6 материала помещают межу платформами 2 и 4 и зажимают вином 7. Генератором 8 возбуждают колебаив платформы 4, которые передаютс на образец 6, Модуль сдвига и динамическую в зкость образца определ ют путем частотно-фазовых измерений.The invention relates to the study of the viscoelastic properties of materials under dynamic loading conditions, namely in the mode of forced oscillations. The main requirement for shear vibrometers for D | 9 ticks is that they should be oscillatory systems with one degree of freedom. In the mode of forced oscillations, such systems participate simultaneously in two oscillatory motions. The first is a natural oscillatory motion, which is damped and almost disappears after a certain time. It determines the duration of the transients of the device. The second oscillatory motion occurs with the frequency of the disturbing force. It does not fade, but continues as long as the disturbing force acts. The vibroreometer sensor is known, which contains a fixed base, to which the working platforms are fastened using C11 spring elements. However, this sensor has a low natural frequency (WQ) and high Q, which limits the frequency range of frequency-phase measurements in the preresonant deformation region. . In addition, it has large overall dimensions of elastic suspensions to ensure deformation with large amplitudes, which depends on the deflection of elastic suspension elements. The sensor closest to the invention is a sensor that includes a fixed base to which a fixed platform is attached and by means of spring elements a movable a plate is a form, between which a sample of the material under study is placed 2. However, with such a construction of a worker, the oscillating system has two degrees of freedom, since gibah elastic suspension elements are shifted platform also in a direction perpendicular to the direction of deformation. Therefore, the material under study is not subjected to pure shear deformation. Extending the range of operating frequencies and strain amplitudes in the preresonant mode can be increased by increasing the natural frequency of the system. The property of the oscillation frequency of the system is determined by the formula where- where C is the stiffness of the elastic suspension; P) - the mass of the floating elements. As can be seen from the formula, the easiest way is to change the natural frequency of oscillation, change either the rigidity of the system, or its mass, and a significant increase in the stiffness of the elastic suspension causes a strong narrowing of the range of amplitudes of deformation, and a decrease in the mass of moving elements is limited by structural considerations. The aim of the invention is to expand the frequency range while reducing the overall dimensions of the device. This chain is achieved by the fact that a fixed platform is attached to the KOTOpOTviy sensor in the frequency-phase vibrometer, which contains a fixed base, and a movable platform is suspended by means of spring elements, the sample of the material under investigation is placed in the form of closed elements, inside of which are fixed inserts of viscoelastic material. Such a sensor design provides an increase in the natural natural frequency and damping parameter in comparison with known devices. The proposed system has Toi: KO one degree of freedom. I FIG. 1 shows schematically the working unit of the vibrorometer, general view; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1. The frequency-phase vibrometer sensor consists of a fixed base 1 to which a lower platform 2 is attached and on four hangers made in the form of paired elastic closed frames 3 arranged in a plane parallel and perpendicular to the plane, deformation of the sample, upper platform 4. Inside the elastic frames of the insert are inserts of viscoelastic material 5. For clamping between the test platforms of sample 6, the lower platform is connected to the lead screw 7, which moves it in the vertical direction. The generator 8 of the mechanical coupling is connected to the platform 4, thy 9, and the sensor 10 to th 11. The device operates as follows. Material sample 6 is placed between platforms 2 and 4 and clamped with wine 7. Generator 8 excites oscillations of platform 4, which are transmitted to sample 6, the shear modulus and the dynamic viscosity of the sample are determined by frequency-phase measurements.
Использование предлагаемого изобре: тени по СраЬнеЕгаю с известными устройctbffMii обеспечивает Деформирование исследуемого материала строго при сдвиговом деформировании, позвол ет расши- рнть диапазон рабочих частот н амплитуд ( Деформировани , устран ет нежелательноеUsing the proposed image: the SraEnegai shade with known devices; btbffMii ensures the deformation of the material under study strictly during shear deformation, allows the working frequency range and amplitudes to be expanded (the deformation eliminates undesirable
резонирование пружинных элементов под- вески за счет демфировани вклад1 пиами; из в зкоупругого материала. the resonance of spring suspension elements due to the damping of the contribution of the pees; out into the elastic elastic material.
Применение предлагаемого изобретени позвол11т более Toi4HO в широком див пазоне.изменени частот и амплитуд on редел ть модуль сдвига и динамическую в зкость расплавов и растворов полимеров , а также композиций на их основе что позволит определить оптимальные ре жимы переработки таких систем.The application of the invention allows more than Toi4HO in a wide range. Changes in frequencies and amplitudes determine the shear modulus and dynamic viscosity of melts and polymer solutions, as well as compositions based on them, which will determine the optimal processing conditions for such systems.
/у/уy / y
/777/ 777
Фиг. 2FIG. 2