SU514225A1 - Способ определени динамического модул упругости в зкоупругого материала - Google Patents

Description

Известен способ определени  динамических модулей упругости в зкоуиругих материалов в диапазоие звуковых и ультразвуковых частот с помощью гидроакустической трубы, заключаюидийс  в том, что держатель с образцом вставл ют в трубу, возбуждают акустические колебаин , измер ют суммарную акустическую проводимость держател  с об1 )азцом и по результатам измерени  вычисл ют динамический модуль упругости.

Измереп.ис модул  всестороииего сжати  резины проводитс  на образце, имеющем форму диска, вставл емого в трубу. Измерение модул  сдвига резины нроводитс  на образце, имеющем форму нолосы, наклеиваемой в виде кольца на конец держател .

С целью одновременного онределеии  на одном образце как модул  сдвига, так и модул  объемиого сжати , иовышеии  точностн и исследован 1  образцов из в зкнх жидкостей, например битума, используют держатель со сквозным отверстием по оси трубы или параллельно ей, в которое плотно вставл ют образец , акустические колебани  возбуждают п диаиазоне частот, охватывающем как сд1 иго1К )й, так и иолуволновые резонаисьь

На чертеже изображеиа верхн   часгь гидроакустической трубы, разрез, куда вставлен держатель с образцами в зкоуиругого материала .

2

Предлагаемый способ заключаетс  в то.г, что испытуемому образцу 1 придают форму нробкн, плотно вставл ют его в сквозное отверстие держател  2, который помещают в

верхнюю часть канала гидроакустической грубы 3. заполненной жидкостью, например водой , измер ют комилексную акустическую проводимость держател  2 с образцом 1 в дианазоне частот, охватываюн1,ем как сдвиго и . так и полуволповые резонансы, н по этнм ;i.:i;i:i)iM пычнс.ч ют значен1   модулей унр гостн материала образца.

I1змере1П1а  таким образом акустическа  нроводимость складываетс  нз cxMMapnoii ировод1 мост 1 образцов, проводимости собствеино держател  и ироводимости щели между держателем и стеикой канала трубы.

Поэтому с целью повышегли точности из-мереннй и ирои1,енн  расчетов два последних

c.iaraeMbix в o6niei i проводимости делают пренебрежимо малыми по сравнению с суммарHoii проводимостью образцов. Проще всего Эюго дост1Пают тем, что выполн ют держатель нз жесткого т желого матерпала, нанрлмер из иержавеютцей стали, и вставл ют его и канал труб| 1 с минимальным зазором, который ири этом должен оказатьс  занолиенпым содержащейс  в трубе жидкостью. Тогда можно считать, что сам держатель акустически неподатлнв, т. е. несжимаем н остаетс  , iijMi ;1,йсП31111 ia негс ,ч1 ковог() даилели . а узка  щель между дсржато. ч cTOii() K;ii;a,:a трубы но шуптирхСг проводимости обра,чп,0:. 11(111 таком дсржаттлс и .ЧОТ-СЯ только 11рОПОДИ.ОСТ1, ооразцои. 1 .чамисмлччсгп от )кипи 1птроакустичоско ipyobi п:.пмп11 iic час1 olTiofi заглкч мостп .Mapnoi i колпгтекспоГ; акуст 1Ч(-ско; | П|10ВОДПМОСТ Обра,ПО15 (о) )()) P(w) + (((.-)). где /(Il)акт1П,11а iipoiiOAH-MOCTb, Q((i) реактпвла . проводпмость, пр|0пзиод т, папрнмер. одппм лл с.тсдующих трех мсмодои: |мпульсп1 1м, методом сто чей полны, методом KOpOTKOii Тр}ч)Ы. В с.ту час, в |,п.л1П Дрпческоп труое ii:iмер ют всего одип образеп. ; дпамотром. ггочтп рави1)1м диаметру капала трубы, )(.о) Р(.,) - /Qr...) jLioCoioflI ,. -iii- -i ..,.,,,о) ) где роСо - волновое сопротивление вод1л. .an,I ) 1 + ОЛ8--еобствепил  к)угова  частота образца. U (i-)) - моду.ть сдвига, (. - цилнпдричеекого образл-:;, i|(iii - - коу()фпциеит сдвиговых потерь, р - - и.тотиость, н) - кр ЛОва  частота звука, Формула верна при li --2a и (.)2(оо. Счита , что измеренные частотные завнс-;мостп Р((о) п Р(о)) на частотах (0 2 чо еоинадают с тео Нтнческ1 МИ, и рассматрива  выражени  дл  Р( )) ь Q{(}} как систему двух уравиеии относигельно (i(to) и i)(fi), оиредел ют этн нараметры, т, е. )1аход т комплекс1;ь1Й динал-нческнй модуль сдвига .материа.та:, Манбо,тее надежные резу,п/1аты относ тс  к диапазону частот При этом велнчину и (юо) рассчитывают особенно н)1осто но формуле (3). Комгг,1ексн1 н 1 моду.ть сдвига , ц((.), /) }(((.), /)1 -nil И), П, (4) где t - температура. 3 ii 1.) 20 25 35 40 4.5 50 55 - .1;1има  едиинн,а, А ,С2 - моду.1ь всестороннего сжати , II 1,1 1Л ;СМН,1ОТИОСТЬ реЗ)ПН)1, (. - cKopocTij распространени  воль ежати  в резине, близка  к скорости звука в воде. Коэ1Ьфиииент сдвиговых HOT(MTi) .тежггг в нред(тах 0.1 ,0, Па высоких частотах н)И D i.n высоту о6 )азна уже ие.тьз  счигать ма.той но сравне;1ию с длинам Bo.iH сжатн , распростран -онимнс  в образ 1е с некоторым добавочным атуханпем, которое обусловлено сдвиговыми потер ми в TOiKOM ирнстеночном слое материала и вызвано закреилеине г на боковон нове 5хности на неподвижной стенке держате.т . Ec.iii при этом но В1лсоте образл.а у1 ;лад|,|наетс  не.тое чнс.то но.туво.и сжати  в исследуемом AiaTepiia.ie. то 1;меют л;есто но/1улю/П10В1 )1е )езонансВ|. обозначаемые максимумамн активно Р(() i нул  jieaKiTiBHOii Q(iii) еоста1,,нх 1роводнмоетн образца. По част()та. иолуво. резона 1еов и в)1соте i образи.а О редет 1от велич ну скорости 1)аснростра е1 н  вол: сжатн  6% в : гатер 1аде затем но |5) в,чнсл КУГ его ОДу.ТЬ ВСеСТОрО 1КЛ О Л . (люсоб 1Озво,т- ет ос лдс-т : т1 Kp:i;, образцов матер а.тов б:;;ума. В этo с.тучае отверсти  держател  заводн ют би1ум () в рас1. состо н -. В г редложенном способе обра;,:Л)| удер нва отч  ia сво. местах сн.то , что исключает 1еОбхОД 1МОеТЬ Г р Ме1КЛ1 1Я кле  и Ювытает точиост) 1змере и. (лкх.об опрсде.тсн   динамическо о . упругости в зкоунру1ого материала, lianpH .ер, резины, с но.мощью )оакуст 1чееко труб1 1, заключающийс  в том, что держатель с образ,ом вставл ют в трубу, возбуждают акуст1 ческне о.лебани . 1з.ме11 ют cyMMap iyio акуст 1ческу о нрозодпмость держател  с образцом 1О реззльтатам измерени  . Д НаМИЧеСК11Й модуль у руГОСТИ, OT.niHQKjti .tiiic.4 тем, что, с п.елью одиоврсме.пюго реде. на одном образце как модул  , так и модул  обт емного сжати , нов лшеии  точности нсследовани  жидкостс; :, ;ан)име|1 битума, использу 0 держаге.т) со сквозным отБерст1 ем оси труб) или нара. .те, С, в которое ;:ЮТ 0 встав.т ют образс ,., акустичеек е колебаи 1Я возбуж,дают в дд-1а 1азо 1е частот, охват 51ва ОН,ем как сдвиговой , так 1 иолувол 1овые ).

J