SU978005A1 - Обратный крутильный ма тник - Google Patents

Description

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов, а именно к обратным крутильным маятникам, предназначенным для определения вязкоупругих свойств высокоэластичных материалов при растяжении, ⁵ и может быть использовано при исследовании процессов стеклования, криссталлизации и плавления материалов.

Известен обратный крутильный ма- ₁₀ ятник, в котором растяжение образца осуществляется с помощью рычага с грузом, соединенного с подвесом инерционного тела маятника [ 1].

Известный крутильный маятник позволяет исследовать вязкоупругие свойства материалов при заданной постоянной нагрузке. Однако он не обеспечивает возможности исследования в ус- ²⁰ ловиях заданной деформации При больших значениях относительного удлинения образца.

наиболее близким к предлагаембму по технической сущности и достигаемому результату является обратный крутильный маятник для определения вязкоупругих свойств материалов при растяжении, содержащий опору, термокамеру, расположенные в ней нижний и верхний зажимы для крепления образца исследуемого материала, инерционное тело, шток, соединяющий инерционное тело с верхним зажимом, подвеску инерционного тела, средства возбуждения крутильных колебаний и регистрации их параметров.

В этом.крутильном маятнике растяжение образца осуществляется с помощью упирающейся в нижнюю поверхность инерционного тела гайки, навинченной на верхнюю(резьбовую часть нет подвижной втулки, жестко связанной с охватывающей образец гильзой, к дну которой прикреплен нижний захват. Так как растяжение осуществляется

978005 4.

/•подъемом инерционного тела, его подвеска (перекинутая через блоки нить с противовесом на ее свободном конце не зафиксирована.

С помощью такого маятника можно 5 исследовать материалы в условиях заданной деформации [2J.

Однако в известном маятнике задаваемые относительные деформации не превышают нескольких десятков про¹ ю центов, так как увеличение деформаций привело бы к большому смещению инерционного тела относительно электромагнитов, возбуждающих крутильные колебания, и оптической системы из- 15 мерения параметров этих колебаний. Между тем для исследования температурных ^переходов в высокоэластичных материалах в условиях растяжения в широком диапазоне заданных деформа- ₂о ций необходимо создавать деформации порядка 10, что не может-быть осуществлено с помощью известного крутильного маятника.

Цель изобретения - расширение ФУНК25 циональных возможностей крутильного маятника за счет увеличения деформаций образца.

Указанная цель достигается тем, что в обратном крутильном маятнике ₃₀ для определения вязкоупругих свойств вщсокоэластичных материалов г/Ьи растяжении, содержащем опору термокамеру , расположенные в ней нижний и верхний зажимы для крепления образца исследуемого материала, инерционное тело, шток, соединяющий инерционное тело с верхним зажимом, подвеску инерционного тела, средства возбуждения крутильных колебаний и регистрации их параметров, шток выполнен составным по длине из двух подвижных одна относительно другой в осевом направлении частей, соединенных фиксатором, а подвеска прикреплена к опоре. _<5

Кроме того, одна из частей штока имеет продольный паз с боковыми выемками по его длине под фиксатор, закрепленный на другой части штока.

На фиг. 1 схематично изображена механическая часть предлагаемого ⁵⁰ маятника; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Обратный крутильный маятник содержит нижний и верхний зажимы 1 и 2 .для крепления образца 3 исследуемого ⁵⁵ материала, термокамеру 4, составной . по длине шток, нижняя часть 5 которого, соединенная с верхним зажимом

2, представляет собой трубку с продольным пазом 6, имеющим по длине боковые выемки 7 под закрепленный на другой части 8 штока фиксатор 9, снабженный гайкой 10.

Инерционное тело 11, соединенное с верхней частью 8 штока, подвешено к неподвижной опоре 12. Подвеска инерционного тела 11 содержит рычаг 13 и соединенные с его концами нить

14, прикрепленную к опоре 12, и нить

15, соединенную с инерционным телом

11. Входящие в состав крутильного маятника средства -возбуждения крутильных колебаний и регистрации их параметров не изображены.

Маятник работает следующим образом.

Возбуждают при различных температурах любым известным методом крутильные колебания образца 3 и регистрируют параметры этих колебаний, по которым рассчитывают модуль сдвига и тангенс угла механических потерь материала образца 3· По температурным зависимостям этих величин судят о температурных переходах в материале при отсутствии деформации растяжения. Затем повторяют те же исследования в условиях растяжения образца. Для задания требуемой деформации растяжения нижнюю часть 5 штока поднимают, надвигая ее на верхнюю часть 8, вводят фиксатор 9 в соответствующую выемку 7 и затягивают гайку 10, соединяя тем самым части 5 и 8 штока между собой. Расстояние между выемками 7 выбирается соответственно требуемым ступеням деформации 'образца 3. Поскольку подвеска инерционного тела 11 закреплена, положение' последнего по вертикали остается неизменным, что позволяет проводить исследования при больших значениях деформации без перестановки средств возбуждения и регистрации колебаний. Сравнение вязкоупругих свойств растянутых и нерастянутых образцов дает дополнительную информацию о природе температурных переходов в материале.

Изобретение позволяет с помощью весьма простых средств исследовать вязкоупругие свойства высокоэла.стичных материалов в широком диапазоне деформаций.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к исследованию механических свойств материалов , а именно к обратным крутильным ма тникам, предназначенным дл  определени  в зкоупругих свойств высокоэластичных материалов при раст жении и может быть использовано при исследовании процессов стекловани , криссталлизации и плавлени  материалов. Известен обратный крутильный ма тник , в котором раст жение образца осуществл етс  с помощью рычага с грузом, соединенного с подвесом инер ционного тела ма тника 1. Известный крутильный ма тник позвол ет исследовать в зкоупругие свой ства материалов при заданной посто н ной нагрузке. Однако он не обеспечивает возможности исследовани  в услови х заданной деформации ри больших значени х относительного удлинени  образца. наиболее близким к предлагаембну по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  обратный крутильный ма тник дл  определени  в зкоупругих свойств материалов при раст жении, содержащий опору, термокамеру , расположенные в ней нижний и верхний зажимы дл  креплени  образца исследуемого материала, инерционное тело, шток, соедин ющий инерционное тело с верхним зажимом, подвеску инерционного тела, средства возбуждени  крутильных колебаний и регистрации их параметров. В этом,крутильном ма тнике раст жение образца осуществл етс  с помощью упирающейс  в нижнюю поверхность .инерционного тела гайки, навинченной на верхнюю(резьбовую часть нет . подвижной втулки, жестко св занной с охватывающей образец гильзой, к дну которой прикреплен нижний захват. Так как раст жение осуществл етс  397 подъемом инерционного тела, его подвеска (перекинута  через блоки нить с противовесом на ее свободном конце не зафиксирована. С помощью такого ма тника можно исследовать материалы в услови х заданной деформации
2. 2. Однако в известном ма тнике задаваемые относительные деформации не превышают нескольких дес тков про центов, так как увеличение деформаций привело бы к большому смещению инерционного тела относительно электромагнитов , возбуждающих крутильные колебани , и оптической системы измерени  параметров этих колебаний. Между тем дл  исследовани  температурных переходов в высокоэластичных материалах в услови х раст жени  в широком диапазоне заданных деформаций необходимо создавать деформации пор дка W %, что не можетбь -ть осу ществлено с помощью известного крутильного ма тника, Цель изобретени  - расширение фун циональных возможностей крутильного ма тника за счет увеличени  деформаций образца. Указанна  цель достигаетс  тем, что в обратном крутильном ма тнике дл  определени  в зкоупругих свойств вусокоэластичнух материалов ггри раст жении , содержащем опору термокамеру , расположенные в ней нижний и верхний зажимы дл  креплени  образца исследуемого материала, инерционное тело, шток, соедин ющий инерционное тело с верхним зажимом, подвеску ине ционного тела, средства возбуждени  крутильных колебаний и регистрации их параметров, шток выполнен составным по длине из двух подвижных одна относительно другой в осевом направлении частей, соединенных фиксатором а подвеска прикреплена к опоре. Кроме того, одна из частей штока имеет продольный паз с боковыми выемками по его длине под фиксатор, за крепленный на другой части штока. На фиг. 1 схематично изображена механическа  часть предлагаемого ма тника; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Обратный крутильный ма тник содер жит нижний и верхний зажимы 1 и 2 .дл  креплени  образца 3 исследуемого материала, термокамеру k, составной . по длине шток, нижн   часть 5 которого , соединенна  с верхним зажимом 2, представл ет собой труЬку с продольным пазом 6, имеющим по длине боковые выемки 7 под закрепленный на другой части 8 штока фиксатор 3, снабженный гайкой 10. Инерционное тело 11, соединенное с верхней частью 8 штока, подвешено к неподвижной опоре 12. Подвеска инерционного тела 1 1 содержит рыча;13 и соединенные с его концами нить 14,прикрепленную к опоре 12, и н/1ть 15,соединенную с инерционным телом 11. Вход щие в состав крутильного ма тника средства -возбуждени  крутильных колебаний и регистрации их параметров не изображены. Ма тник работает следующим образом . Возбуждают при различных температурах любым известным методом крутильные колебани  образца 3 и регистрируют параметры этих колебаний, по которым рассчитывают модуль сдвига и тангенс угла механических потерь материала образца 3. По температурным зависимост м этих величин суд т о температурных переходах в материале при отсутствии деформации раст жени . Затем повтор ют те же исследовани  в услови х раст жени  образца. Дл  задани  требуемой деформации раст жени  нижнюю часть 5 штока поднимают, надвига  ее на верхнюю часть 8, ввод т фиксатор 9 в соответствующую выемку 7 и зат гивают гайку 10, соедин   тем самым части 5 и 8 штока между собой. Рассто ние между выемками 7 выбираетс  соответственно требуемым ступен м деформации -образца
3. 3. Поскольку подвеска инерционного тела 11 закреплена, положение последнего по вертикали остаетс  неизменным, что позвол ет проводить исследовани  при больших значени х деформации без перестановки средств возбуждени  и регистрации колебаний. Сравнение в зкоупругих свойств раст нутых и нераст нутых образцов дает дополнительную информацию о природе температурных переходов в материале. Изобретение позвол ет с помощью весьма простых средств исследовать в зкоупругие свойства высокоэластичных материалов в широком диапазоне деформаций. Формула изобретени  1. Обратный крутильный ма тник дл  определени  в зкоупругих свойств