SU1089479A1

SU1089479A1 - Device for determination o material viscoelastic characteristics in torsional and flexural vibrations

Info

Publication number: SU1089479A1
Application number: SU833539198A
Authority: SU
Inventors: Михаил Максимович Бондарев; Станислав Борисович Буйвис; Виктор Александрович Гречишкин; Любовь Алексеевна Квачева; Владимир Константинович Русаков
Original assignee: Опытное конструкторско-технологическое бюро "Феррит" при Воронежском политехническом институте
Priority date: 1983-01-12
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1984-04-30

Description

0000

со with

со Изобретение относитс к исследованию в зкоупругих характеристик ма териалов, а именно к устройствам дл определени в экоупругих характ ристик материалов при крутильных и изгибных колебани х. Известно устройство дл определе ни в зкоупругих характеристик мате риалов при крутильных колебани х, содержащее обратный крутильный ма т ник, имеющий инерционное тело, подв шенное к основанию, подвижный и неподвижный захваты дл креплени образца , установленные на основании возбудитель колебаний инерционного тела и .виброизмерительный преобразо ватель С1. Данное устройство не позвол ет проводить испытаниематериалов при иэгибных колебани х образца. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл определени в зкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебани х, содержащее обратный крутильный ма тник , имеющий инерционное тело, подве шенное с помощью упругого стержн к основанию, подвижный и неподвижный захваты дл креплени образца и жесткий поводок, св зывакмций инерционное тело с подвижным захватом образца, и установленный на основании возбудитель колебаний инерционного тела и виброизмерительный преобразователь 2 . Известное устройство обладает вы сокой трудоемкостью испытаний, особенно при повышенных температурах, так как предполагает установку образца в двух крайних положени х сначала в вертикальной, затем в гор зонтальной плоскост х. Цель изобретени - уменьшение тру доемкости испытаний за счет обеспеч ни неизменного положени образца. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл определе-ни в зкоупругих характеристик мате риалов при крутильных и изгибных ко лебани х, содержащем обратный крутильный ма тник, имеющий инерционно тело, подвешенное с помощью упругог стержн к основанию, подвижный и не подвижный захваты дл креплени обр ца и жесткий поводок, св зывающий инерционное тело с подвижным захватом образца, и установленный на осн вании возбудитель колебаний инерцио ного тела и виброизмерительный Прео разователь, основание выполнено пов ротным на 90 в вертикальной плоско сти с фиксацией в крайних положени а поводок соединен с инерционным те лом шарнирно в центре инерционного тела, лежащим на оси поворота. Така конструкци устройства поз вол ет снизить трудоемкость испытаНИИ , поскольку измер емый образец не измен ет своего положени , а переход от измерений характеристик материалов при крутильных колебани х к измерени м их при изгибных колебани х обеспечиваетс поворотом основани на 90° в вертикальной плоскости с фиксацией в крайних положени х. На фиг. 1 изображено устройство дл измерени в зкоупругих характеристик материалов в режиме крутильных колебаний на фиг. 2 - то же, в режиме изгибных колебаний; на фиг.Зверхн часть устройства, вид сбоку. Устройство содержит обратный крутильный ма тник, имеющий инерционное тело 1, подвешенное с помощью упругого стержн 2 к основанию 3, подвижный захват 4 и неподвижный захват 5 дл креплени образца б, жесткий поводок 7, св зывающий инерционное тело 1 с подвижным захватом 4 образца 6, установленные на основании 3 возбудитель колебани инерционного тела 1, выполненный в виде пары электромагнитов 8, и фотоэлектрический виброизмерительный преобразователь 9, систему поворота.основани 3, выполненную в виде реверсивного электродвигател 10, закрепленного на станине -11 и св занного, с основанием 3, шарнир 12, соедин ющийповодок 7 с центром инерционного тела 1, лежащим на оси поворота и выподненный , например, в виде подшипника качени . Демпфирование некрутильных, колебаний инерционного тела 1 может быть осуществлено с помощью магнитного подшипника 13. Дл исследовани в зкоупругих свойств в широком интервале температур используют термокриокамеру 14 и термокомпенсационное устройство дл устранени вли ни температурного удлинени образца на измер емые характеристики, св занное с неподвижным захватом 5 образца б и состо щее из штока 15, имеющего две плоские поверхности, pacпoлoжeннfлe между двум парами подшипников 16 качени , жестко соединенного одним концом с захватом 5 и св занного другим концом с уравновешивающим устройством, выполненным в виде рычага 17с грузом 18. ФотоэлектрическРий виброизмерительный преобразователь 9 включает источник 19 излучени , оптическую шторку 20, прикрепленную к инерционному телу 1, и фотоприемник 21, подключенный выходом к блоку 22 обработки информации . Устройство работает следующим образом. Дл проведени испытаний при крутильных колебани х с помощью электродвигател 10 поворачивают и фиксируют основание 3 в таком положении, чтобы инерционное тело 1 прин лоThe invention relates to the study of the viscoelastic characteristics of materials, namely, devices for determining the ecoelastic characteristics of materials during torsional and flexural vibrations. A device for determining the viscoelastic characteristics of materials with torsional vibrations is known, comprising a reverse torsional cylinder having an inertial body suspended to the base, movable and stationary grippers for fastening a sample, mounted on the basis of an inertial body oscillator and vibro-measuring transducer. vatel C1. This device does not allow the testing of materials during bending oscillations of a sample. The closest in technical essence to the present invention is a device for determining the visco-elastic characteristics of materials during torsional and bending vibrations, comprising a back torsion rod having an inertial body suspended by an elastic rod to the base, a movable and stationary gripper for fastening the sample and a hard lead, coupling the inertial body with a movable specimen gripper, and the vibration-induced 2 excitation exciter exciter mounted on the base. The known device has a high laboriousness of testing, especially at elevated temperatures, since it involves placing the sample in two extreme positions, first in the vertical, then in horizontal planes. The purpose of the invention is to reduce the labor input through testing by ensuring that the sample remains unchanged. This goal is achieved by the fact that in a device for determining the viscoelastic characteristics of materials with torsional and bending oscillations, containing a reverse torsion master, having an inertial body suspended by an elastic rod to the base, a mobile and non-movable grippers for fastening specimen and a hard leash, connecting an inertial body with a moving specimen gripper, and an inertial body oscillation pathogen mounted on the base and a vibration measuring device, the base is made 90 degrees vertical plane with fixation in the extreme positions, the leash is connected to the inertial body pivotally in the center of the inertial body lying on the axis of rotation. This device design reduces the laboriousness of the testing NII, since the measured sample does not change its position, and the transition from measuring the characteristics of materials with torsional vibrations to measuring them with bending vibrations is provided by rotating the base 90 ° in a vertical plane with fixation in extreme positions FIG. 1 shows a device for measuring the viscoelastic characteristics of materials in the torsional mode of FIG. 2 - the same, in the mode of bending vibrations; Fig. 3. Top part of the device, side view. The device contains a reverse torsion tick having an inertial body 1 suspended with an elastic rod 2 to the base 3, a movable gripper 4 and a fixed gripper 5 for fastening sample b, a hard leash 7 connecting the inertial body 1 with the movable gripper 4 of sample 6, mounted on the base 3, the exciter of oscillation of the inertial body 1, made in the form of a pair of electromagnets 8, and a photoelectric vibration measuring transducer 9, a rotation system of the base 3, made in the form of a reversible electric motor 10, closed -11 lennogo on the frame and associated with the base 3, the hinge 12 connecting yuschiypovodok 7 centered inertial body 1 lying on the rotation axis and vypodnenny, e.g., in the form of a rolling bearing. Damping non-torsional, oscillations of the inertial body 1 can be carried out using a magnetic bearing 13. Thermocryamer 14 and a thermal compensating device are used to study the visoelastic properties in a wide temperature range in order to eliminate the influence of the temperature elongation of the sample on the measured characteristics associated with the fixed gripper 5 b and consisting of a stem 15 having two flat surfaces, located between two pairs of rolling bearings 16, rigidly connected at one end with a grip 5 and connected to the other end with a balancing device made in the form of a lever 17c with a weight 18. The photoelectric vibration-measuring converter 9 includes a radiation source 19, an optical shutter 20 attached to the inertial body 1, and a photodetector 21 connected by an output to the information processing unit 22. The device works as follows. For testing with torsional vibrations, the electric motor 10 is turned and fixed the base 3 in such a position that the inertial body 1 takes

горизонтальное положение (фиг. 1). Закрепл ют образец 6 между неподвижным и подвижным захватами 4 и 5, и с помощью устройства уравновешивают суммарный вес образца 6, неподвижного захвата 5 и штока 15, затем возбуждают крутильные колебани инерционного тела 1 электромагнитами 8 и регистрируют их виброизмерительным преобразователем 9.horizontal position (fig. 1). Sample 6 is fixed between fixed and movable grippers 4 and 5, and the total weight of sample 6, fixed gripper 5 and stem 15 is balanced with the device, then torsional vibrations of the inertia body 1 are excited by electromagnets 8 and recorded with a vibro-measuring transducer 9.

Дл возбуждени и регистрации .изгибных колебаний с помощью электродвигател 10 основание 3 поворачивают на 90° и фиксируют в другом ,крайнем положении таким образом, чтобы инерционное тело 1 прин ло вертикальное положение (фиг. 21. При этом ось колебаний инерционного тела 1 становитс пеопендикул оной оси поводка 7 и образца 6, что обеспечивает возбуждение изгибных колебаний в образце 6 при возбужденииTo initiate and register bend oscillations by means of the electric motor 10, the base 3 is rotated by 90 ° and fixed in another, extreme position so that the inertial body 1 assumes a vertical position (Fig. 21. In this case, the oscillation axis of the inertial body 1 becomes perpendicular the axis of the leash 7 and sample 6, which provides the excitation of bending vibrations in the sample 6 when excited

крутильных колебаний инерционного тела 1 вокруг оси, проход щей через упругий стержень 2.torsional oscillations of the inertial body 1 around an axis passing through the elastic rod 2.

Соединение поводка 7 с инерционным телом 1 с помощью шарнира 12, наход щегос в центре инерционного тела и ле Гащего на оси поворота. обеспечивает легкий поворот инерционного тела относительно поводка и жесткое соединение с инерционным телом при колебани х инерционного тела вокруг оси, проход щей через упругий стержень 2.The connection of the leash 7 with the inertial body 1 with the help of the hinge 12, located in the center of the inertial body and le Hashchego on the axis of rotation. provides a slight rotation of the inertial body relative to the driver and a rigid connection with the inertial body during oscillations of the inertial body around the axis passing through the elastic rod 2.

Использование поворотного на 90 в вертикальной плоскости основани с фиксацией в крайних положени х ;:;окращает врем подготовительных операций при испытании образцов последовательно при двух типах колебаний , что приводит к уменьшению трудоемкости испытаний.The use of a rotary on 90 in the vertical plane of the base with fixation in the extreme positions;:;; shortens the preparatory operations when testing samples in series with two types of oscillations, which leads to a decrease in the labor intensity of the tests.

(Рие.г(Rie.g.

(риг.З(rig. 3

Claims

DEVICE FOR DETERMINING VISCOELASTIC CHARACTERISTICS OF MATERIALS IN TORQUE AND BENDING VIBRATIONS, containing a reverse torsion pendulum having an inertial body suspended by means of an elastic rod to the base, movable and fixed grips for attaching the sample, and a rigid fiber, binding. an inertial body with a movable grip of the sample, installed on the basis of the exciter of oscillations of the inertial body and a vibration transducer, characterized in that, in order to reduce the complexity of the tests by ensuring a constant position of the sample, the base is rotated 90 ° in .. vertical plane with fixation in extreme positions and the leash is connected to the inertial body pivotally g in the center of the inertial body lying on the axis of rotation. ¹ (>