1one
Изобретение относитс к приборам дл исследовани физико-механических характеристик материалов путем измерени параметров свободных колебаний .The invention relates to instruments for studying the physicomechanical characteristics of materials by measuring the parameters of free vibrations.
Известно устройство дл определени физико-механических характеристик материалов по авт. св. If 819626, используемое дл определени сдвиговых и продольно упругих характеристик материалов ГО.A device is known for determining the physicomechanical characteristics of materials according to ed. St. If 819626, used to determine the shear and longitudinal elastic characteristics of HE materials.
Устройство содержащее упругий элемент , инерционную деталь, подвижный зажим, неподвижный зажим, прикреп ленный к поворотной головке, имеющей два фиксированных положени , соответствующих вертикальному и горизонтальному положению испытуемого образца , жесткий поводок в виде пр моугольного кронштейна, один конец которого прикреплен к оси инерционной детали, а ко второму концу прикреплен второй подвижный зажим. При положении поворотной головки и неподвижного зажима, соответствующем вертикальному положению испытуемого образца его верхний конец зажат в подвижном зажиме, наход щимс на оси инерционного элемента. Это положение соответствует крутильным колебани м. При положении неподвижного зажима, соответствующем горизонтальному расположению исследуемого образца, его второй конец зажат в подвижном зажи10 ме , расположенном на конце пр моугольного кронштейна. Это положение соответствует консольным колебани м. .Сдвиговые и продольные в Зкоупругие характеристики рассчитывают по изме15 ренным логарифмическому декременту и периоду колебаний в каждом положении исследуемого образца.A device containing an elastic element, an inertial part, a movable clamp, a fixed clamp attached to a rotating head having two fixed positions corresponding to the vertical and horizontal position of the test sample, a rigid leash in the form of a rectangular bracket, one end of which is attached to the axis of the inertial part, and a second movable clip is attached to the second end. With the position of the swivel head and the fixed clamp, corresponding to the vertical position of the test specimen, its upper end is clamped in a movable clamp located on the axis of the inertia element. This position corresponds to torsional vibrations. With the position of the fixed clamp corresponding to the horizontal location of the sample under study, its second end is clamped in a movable clamp located at the end of the rectangular bracket. This position corresponds to cantilever oscillations. The shear and longitudinal to Zoelastic characteristics are calculated from the measured logarithmic decrement and the period of oscillations in each position of the sample under study.
20 Однако при оценке эксплуатационных характеристик мат-ериалов необходимо одновременно оценивать параметры внешнего трени - трени скольжени и качени . 9 Целью изобретени вл етс обеспечени измерений параметров колебаний , обусловленных внешним трением. Эта цель достигаетс тем, что в устройстве дл определени физико ,механических характеристик материалов , содержащем упругий элемент, ине ционную деталь, подвижный зажим, неподвижный зажим, прикрепленный к поворотной головке, имеющей два фиксированных положени , жесткий поводок в .виде пр моугольного кронштейна . один -конец которого прикреплен к оси инерционной детали, а ко второму при креплен - второй подвижный зажим, поворотна головка с прикрепленным к ней неподвижным зажимом снабжена площадкой дл помещени исследуемого образца, плоскость которой в одном положении перпендикул рна вертикальной оси устройства, а во втором поло жении параллельна ей, и сферическим телом, закрепленным на торце стержн второй торец которого закреплен в по вижном зажиме, при этом вертикальна штанга кронштейна жестко соединена с горизонтальной штангой через шарнир с одной степенью свободы и соеди нена с осью инерционного элемента по средством пружины с регулируемым нат жением . . На фиг.Г представлена схема предложенного устройства; на фиг. 2 температурные зависимости коэффициента трени скольжени - и логарифмического декремента, сн тые на предла гаемом приборе. Устройство содержит упругий элемент 1, нижний конец которого прикре лен к .инерционной детали 2, с нижней стороны которой закреплена рамка 3, оканчивающа с цилиндрическим стержнем k (осью), к торцу которого прикреплен подвижн1(й зажим 5 дл креплени стержн 6, на торце которого закреплено сферическое тело 6, соприкасающеес с площадкой 7 дл испы туемого образца, представл ющую из себ углубление в поворотной головке 8 на месте неподвижного зажима, состо щего из паза 9 и винта 10. К оси инерционной детали 2 прикреплен кронштейн, состо щий из вертикальной 11 и горизонтальной 12 штанг, соединенных шарниром 13 с одной .степенью свободы в вертикальной плоскости. К концу вертикальной штанги 11 кронштейна прикреплен второй подвижный зажим 1 дл креплени стержн 6 с 4 сферическим телом 6. Давление сферического тела 6 на образец в положении I Г поворотной головки 8 обеспечиваетс пружиной 15, концы которой прикреплены к оси и вертикальной штанге 11. Регулировка давлени осуществл етс винтом 16. Давление на испытуемый образец в положении 1 поворотной головки 8 обеспечиваетс выбором груза 17, перекинутого че--. рез блок 18. Устройство включает также блок 19 информации, источник 20 света, оптическую шТорКу 21 и фотоприемник , 22. , . После сн ти крут щего,момента, сообщаемого диску 2, упруга система: упругий элемент 1, инерционна деталь 2 - сферическое тело 6 совершают свободные колебани . В слу-чае креплени стержн 6 в .зажиме 5 сферическое тело 6 совер1пает крутильные колебани , скольз по испытуемому , образцу , наход щемус в площадке 7, а в,случре креплени в зажиме 1А сферическое тело 6 совершает перекатывание по образцу. Механические крутильные колебани инерционной детали 2 преобразуютс в электрические при помощи фотоэлектрического преобразовател , состо щего из источника 20 света, оптической шторки 21, прикрепленной к инерционной детали 2, и фотоприемника 22. Электрические колебани с выхода фотоприемника 22 поступают в блок 19 обработки информации, где производитс измерение и индикаци логарифмического декремента и периода свободных колебаний, по которым расчитываютс фрикционные характеристики трени скольжени в случае закреплени сферического тела 6 в подвижном зажиме 5 (положение поворотной головки 8-1 ), и трени качени в случае закреплени стержн 6 в подвижном зажиме Н (положение головки 8-i 1) . Измерени фрикционных характеристик производ т в следующей последовательности . Поворотную головку 8 с образцом устанавливают в фиксированное положение I и стержень 6 зажимают в подвижном зажиме 5. Необходимую нагрузку на образец устанавливают изменением величины груза 17. В этом положении сферическое тело 6 и образец взаимодействуют путем скольжени и определ ютс фрикционные характеристики скольжени . Далее, поворотную головку 8 устанавливают во второе фиксированное положение П и стержень 6 зажимают в подвижном зажиме V. Нагрузку на образец устанавливают , измен нат жение пружины 15 при помощи винта 16. -В .этом положении сферическое тело 6 совершает перекатывани по образцу и определ ютс фрикционные характеристики качени . На фиг. 2 показаны температурные зависимости коэффициента внешнего трени скольжени (23), измеренного на машине трени МДП-1, и логарифмического декремента колебательной системы (2), измеренного устройством дл полимера на основе бисфенола-А.Предлагаемое устройство позвол ет расширить оценку эксплуатационных свойств материалов.20 However, when evaluating the performance characteristics of materials, it is necessary to simultaneously evaluate the parameters of external friction - sliding and rolling friction. 9 The aim of the invention is to provide measurements of vibration parameters due to external friction. This goal is achieved by the fact that, in a device for determining the physical and mechanical characteristics of materials, comprising an elastic element, an injection piece, a movable clip, a fixed clip attached to a swivel head having two fixed positions, a hard leash in the form of a rectangular bracket. one end of which is attached to the axis of the inertial part, and the second movable clip is attached to the second when the second clip is attached, the swivel head with a fixed clip attached to it is provided with a platform for placing the test sample, the plane of which in one position is perpendicular to the vertical axis of the device and in the second polo parallel to it, and a spherical body mounted on the end of the rod, the second end of which is fixed in a sliding clamp, while the vertical arm of the bracket is rigidly connected to the horizontal bar through the hinge p SDOF Cpd Nena and with the axis of the inertial element of the spring means with adjustable tension. . On fig.G presents the scheme of the proposed device; in fig. 2 temperature dependences of the coefficient of friction slip and the logarithmic decrement, taken on the proposed instrument. The device contains an elastic element 1, the lower end of which is attached to the inertial part 2, on the lower side of which a frame 3 is fixed, ending with a cylindrical rod k (axis), to the end of which is attached a movable clamp (5 for fastening the rod 6) which has a spherical body 6 in contact with the platform 7 for the test sample, which is a recess in the swivel head 8 in the place of a fixed clamp consisting of a groove 9 and a screw 10. A bracket consisting of 11 vertical and 12 horizontal rods connected by a hinge 13 with one degree of freedom in a vertical plane. A second movable clip 1 is attached to the end of the vertical rod 11 of the bracket for fastening the rods 6 with 4 spherical bodies 6. The pressure of the spherical bodies 6 on the sample in the IG position the rotary head 8 is provided with a spring 15, the ends of which are attached to the axis and the vertical rod 11. The pressure is controlled by a screw 16. The pressure on the test sample in position 1 of the rotary head 8 is provided by the choice of the load 17, thrown over-- cut block 18. The device also includes an information block 19, a light source 20, an optical camera 21 and a photodetector, 22.,. After removing the torque, moment imparted to the disk 2, the elastic system: elastic element 1, inertial component 2 — spherical body 6 make free oscillations. In the case of the attachment of the rod 6 in the clamp 5, the spherical body 6 makes torsional vibrations, slips on the test subject, the sample located in the platform 7, and in the case of the attachment in the clamp 1A, the spherical body 6 performs rolling on the sample. The mechanical torsional vibrations of the inertial part 2 are converted into electrical using a photoelectric converter consisting of a source 20 of light, an optical shutter 21 attached to the inertial part 2, and a photodetector 22. The electric oscillations from the output of the photoreceiver 22 enter the information processing unit 19, where it is produced measurement and indication of the logarithmic decrement and the period of free oscillations, according to which the frictional characteristics of friction slip are calculated in the event of spherical fixation of body 6 in the movable jaw 5 (position of the rotary heads 8-1), and the rolling friction in the case of securing the rod 6 in the movable jaw H (head position 8 1-i). Measurement of the friction characteristics is performed in the following sequence. The swivel head 8 with the sample is set to a fixed position I and the rod 6 is clamped in a movable clamp 5. The required load on the sample is established by varying the load 17. In this position, the spherical body 6 and the sample interact by sliding and the friction characteristics of the slip are determined. Next, the swivel head 8 is set to the second fixed position P and the rod 6 is clamped in the movable clamp V. The load on the sample is established by changing the tension of the spring 15 with the help of a screw 16. In this position the spherical body 6 rolls over the sample and frictional rolling characteristics. FIG. Figure 2 shows the temperature dependences of the external friction slip coefficient (23), measured on the MDP-1 friction machine, and the logarithmic decrement of the oscillatory system (2), measured by the bisphenol-A polymer device. The proposed device allows us to expand the estimate of the operational properties of materials.