Способ исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях

Способ исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях. Цель изобретения - повьшение точности исследования демпфирующих свойств за счет обеспечения однородного деформированного состояния. К свободному концу консольно закрепленного образца прикрепляют инерционный груз 4. Возбуждают поперечные резонансные колебания, регистрируют параметры колебаний и по ним судят о демпфирующих свойствах материала. Используют образец с двумя слоями 1 покрытия одинаковой толщины, нанесенными на поверхности подложки 2, перпендикулярные плоскости колебаний. Толщину покрытия и подложки выбирают из условия обеспечения однородности деформированного состояния по толщине , а закон изменения ширины образца, массу и момент инерции груза назначают из приведенных расчетных зависимостей , полученных из условия обеспечения постоянства деформащш образца по его длине. 2 ил. i (Л 00 05 СО О о 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„,, 1363004 А1,51, 4 G 01 N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 „

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

БН.:,,tl i

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4067808/25-28 (22) 03.03.86 (46) 30. 12.87. Бюл. N - 48 (75) С.В.Буйлов, С ° В,Дятченко, С.И.Корягин и А.П.Яковлев (53) 534.282:620.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 654882, кл. G 01 N 11/16, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 98645, кл. G 01 М 5/00, 1953. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕМПФИРУЮ- "

ЩИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПОПЕРЕЧНЫХ

КОЛЕБАНИЯХ (57) Изобретение относится к способам исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях.

Цель изобретения — повышение точности исследования демпфирующих свойств покрытий за счет обеспечения однородного деформированного состояния.

К свободному концу консольно закрепленного образца прикрепляют инерционный груз 4. Возбуждают поперечные резонансные колебания, регистрируют параметры колебаний и по ним судят о демпфирующих свойствах материала.

Используют образец с двумя слоями 1 покрытия одинаковой толщины, нанесенными на поверхности подложки 2, перпендикулярные плоскости колебаний.

Толщину покрытия и подложки выбирают из условия обеспечения однородности деформированного состояния по толщине, а закон изменения ширины образца, массу и момент инерции груза назнача- а ют из приведенных расчетных зависимостей, полученных из условия обеспечения постоянства деформации образца по его длине. 2 ил, 1 136300

Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способам исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях.

Цель изобретения — повьппение точности исследования демпфирующих свойств покрытий за счет обеспечения однородного деформированного состояс ния покрытия. 10

На фиг. 1 изображено устройство, для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Образец постоянной толщины и переменной ширины с двумя слоями 1 покры- 15 тия одинаковой толщины, нанесенными на поверхности подложки 2, закрепляют консольно широкой частью в массивной опоре 3. К свободному концу образца прикрепляют инерционный груз 4 и возбуждают в образце поперечные ре-: зонансные колебания по первой форме, Покрытие наносят на поверхности колебаний, причем толщину покрытия и подложки выбирают из соотношения 25

t ca. по«

1-K»

И.)2. Z

Ь (е)-«

У

2, 7 J E z2Дг

Кс „„, где t )), по< аоод

К

Ь (х)

Ь(е) и Ь (е) I,(, (К), I-3/4(К), К„,(К), К-3/4 (К) !

- модифицированные функции

Бесселя первого и второго рода;

I — момент инерции, груза;

И вЂ” масса груза;

Ы вЂ” собственная круговая частота;

1 — длина образца;

35, p — плотность материала слоя;

Е„ — модуль упругости материала слоя; — толщина слоя, h — расстояние, отсчитываемое

40 от нейтральной плоскости до ближней поверхности к-го слоя

n — число слоев; х — координаты точки по дли45 не образца.

Регистрируют параметры колебаний, по которым судят о демпфирующих свойствах материала. Выбор соотношения толщины покрытия и подложки обеспе50 чивает требуемую однородность деформированного состояния по толщине покрытия, а выбор закона изменения ширины образца, массы и момента инерции груза обеспечивает требуемую однород55 ность деформированного состояния по

; длине покрытия при динамическом изгибе образца.

Таким образом, материал покрытия при поперечных колебаниях испытуемо)) ы, pt с—

h h«

2 > Еz2dz

«û1

Ь(е) — — "-сК (k)

2- ((4 (.с,—

Ф

1 < 4 (1с, ) +К (k )+ "-().).

->t4 2. 1 2,Г Р /4 (I (k )- — — -— 4 2 1 ñ

I I4(k, ) ) с (b(e) ° (+

2(1

-Ь (е) I 1 я

h(e)

)) h« У

Е«х dz

«-1 hl(3 а закон изменения ширины образца, массу и момент инерции груза назначают иэ условия

Ь(х) =1х (с, I,> (К)+с К«z(«));

12 где k-=-" " с k

2 2 с= — — — — (I (k) К(l" (k ) е I )4(К, ) LI,),(k,) - 4 . г 12,.ГГ) толщина слоя покрытия; толщина слоя подложки; допускаемый коэффициент неоднородности деформированнного состояния по толщине слоя покрытия, gK

К =- —.

» Ес наибольшее отклонение от средней деформации в материале покрытия; средний уровень деформации в материале покрытия; ширина образца; — ширина образца и значение ее первой производной в точке крепления инерцион-" ного груза; х где k= — ©;

12

k= — Гс.

«2 и

ы p„t„„ с«)Г

2 C 1 Ezdz

" «,5

° I

Ь (е)

- е — с К„, (k,)

I, (k) с =

-Ъ (е) с

13б300 го образца находится в однородном состоянии, Пример. Был изготовлен образец длиной 1=30 см, толщиной подложки

tnog =0,987 см, толщиной слоя покрытия

t,„ „ =0,11 см,шириной образца в заделке Ъ =9,994 см, шириной образца в месте крепления инерционного груза

Ь(е)=0,77 см и параметрами инерционного груза M=1. 3772 кг, =0,010244 кгм .

В качестве подложки использовалась сталь BM Ст. 3 и покрытия — клеевая композиция "Спрут МП" (Е„=520 МПа, 1= °

„=1,3,). Замеры выполнялись с uc(Ì3 пользованием стандартного оборудования. Образец широкой частью жестко был прикреплен к столу вибростенда. 20

Колебания в образце возбуждались за счет кинематического перемещения защемленного конца. Уровень напряженного состояния в образце оценивался с помощью тензореэисторов, установ- 2 ленных по длине образца..Замеры показали, что резонансная частота совпала с расчетной и составила 32 Гц. Выполненная оценка уровня напряжений по длине балки на резонансном режиме, а также в до и за резонансной зоне показала, что отклонение уровня напряжений по длине от среднего для исследованной резонансной области не превысило б . Это позволяет с достаточной степенью точности определять демп" фирующие свойства материалов в условиях однородного напряженного состояния. Величины демпфирующих свойств материалов определяются на основе за- 4О меров параметров вибрации с использованием известных зависимостей.

4 4 пользуют образец с двумя слоями покрытия одинаковой толщины, нанесенными на поверхности подложки, перпендикулярные плоскости колебаний, причем толщину покрытия и подложки выбирают из соотношения с . аок К««

< под 1-К«« а закон изменения ширины образца, массу и момент инерции груза казнЯчают из условия

b(II)=jX(С, «ц,(k)+c,К„,(()), с = - - — - — — (I (k )К « (k )41 з I (k ) -ъц

? «(4(ЬЛ К««4 ОС «) Ч

-- — -- +К (k )+ — — — — °

2 ° 12 +c - Н4 «2 ° 12. с

I (k )- — — ——

1««40 ), -и гГ:гТ

b(e) (2 + и (k ) 1

Формула изобретения

Сйособ исследования демпфирующих свойств материалов при поперечных колебаниях, заключающийся в том, что образец постоянной толщины и переменЪ ной ширины закрепляют консольно к gp свободному концу образца, прикрепляют инерционный груз, возбуждают в образце поперечные резонансные коле- . бания, регистрируют параметры этих колебаний, по которым судят о демпфирующих свойствах материала, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности исследования демпфирующих свойств покрытий, исI 1 Я2

Ь(е) = — „— — — — — -

Э

Е z2 dzz

"= М-(И.12. 2

Ъ (е)-««hk

2 — I Eãz2dz

"= и-(где tc««.««a«: ао

«« толщина слоя пбкрытия; толщина подложки; допускаемый коэффициент неоднородности деформированного состояния по толщине слоя покрытия, Е

К e °

««Е.р

1363004

1 »

Я

Ь(х)

Ь(е) и Ь (е)—

- модифицированные функции Бесселя первого и второго рода;

Составитель В.Мешковский

PeÀaK»Ð А.Ревин Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Заказ 6393/30 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35) Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 наибольшее отклонение от средней деформации в материале покрытия; средний уровень деформа5 ции в материале покры-.. тия; ширина образца; ширина образца и значение ее первой производ- 10 ной в точке крепления инерционного груза; момент инерции груза; масса груза; собственная круговая частота; длина образца; плотность материала слоя; модуль упругости материала слоя;толщина слоя; число слоев; расстояние, отсчитывае» мое от нейтральной плоскости до ближней поверхности k-го слоя; координата точки по длине образца.