Способ определения внутреннего трения в материале

Способ определения внутреннего трения в материале

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов. Целью изобретения является уменьшение трудоемкости и расширение частотного диапазона за счет исключения механического нагружения образца по периодическому закону. Исследуемый образец размещают на основании, в стержневом резонаторе возбуждают и регистрируют резонансные колебания, измеряют ширину резонансного пика и амплитуду колебаний на резонансной частоте резонатора до и в процессе его контакта с образцом. Внутреннее трение Q<SP POS="POST">-1</SP> в исследуемом материале образца определяют из соотношения Q<SP POS="POST">-1</SP>=δΔF°<SP POS="POST">,7</SP>/2φ<SP POS="POST">.</SP>ΔF°<SP POS="POST">,7.</SP>1/A<SB POS="POST">0</SB>/A<SP POS="POST">2</SP>-1, где δΔХF°<SP POS="POST">,7</SP>=ΔХF°<SP POS="POST">,7</SP>-ΔF* 990<SP POS="POST">,7</SP>

ΔF°<SP POS="POST">,7</SP>, A и ΔF °<SP POS="POST">,7</SP>, A<SB POS="POST">0</SB> - значения ширины резонансного пика и амплитуды колебаний в процессе контакта стержневого резонатора с образцом и при его отсутствии соответственно. Изобретение позволяет проводить измерения в образцах материалов и в изделиях произвольной формы непосредственно на месте эксплуатации в широком частотном диапазоне. 2 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

А@4 С 01 N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ п0 иэОБРетениям и 0тнРытием я1Ри Гннт сссР (21) 4340265/25-28 (22) 11.12.87 (46) 07.08.89. Бюл. !i 29 (71) Московский инженерно-физический инст итут (72) А. Н. Быков (53) 620. 178. 311.62(088.8) (56) Постников В. С. Внутреннее трение в металлах. — М.: Металлургия, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 905727, кл. G Ol N 3/56, 1979. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО

ТРЕНИЯ В МАТЕРИАЛЕ (57) Изобретение относится к механическим испытаниям материалов. Целью изобретения является уменьшение трудоемкости и расширение частотного диапазона за счет исключения механического нагружения образца по периодичесИзобретение относится к акустическим исследованиям материалов, в частности к способам определения внутреннего трения по резонансным колебаниям, и может быть использовано для контроля физико-механических свойств материалов и изделий в процессе эксплуатации °

Целью изобретения является уменьшение трудоемкости и расширение частотного диапазона.

На фиг. l представлена структурная схема устройства для определения внутреннего трения; на фиг. 2 — амплитудно-частотная характеристика стержневого резонатора.

„„SUÄÄ 1499172 А1 кому закону. Исследуемый образец размещают на основании, в стержневом резонаторе возбуждают и регистрируют резонансные колебания, измеряют ширину резонансного пика и амплитуду колебаний на резонансной частоте pesoнатора до и в процессе его контакта с образцом. Внутреннее трение С1 в исследуемом. материале образца определяют иэ соотношения О = сРд f /2 df х

О1 О х 1/(А /А) -1, где А Е дй, — -М, l6f, А и df, А - значения ширины резонансного пика и амплитуды колебаний в процессе контакта стержневого резонатора с образцом и при его отсутствии соответственно. Иэобре-

9 тение позволяет проводить измерения в образцах материалов и в изделиях произвольной формы непосредственно на месте эксплуатации в широком частотном диапазоне. 2 ил. сС

Устройство содержит стержневой резонатор 1 с закрепленным на верхнем конце грузом 2 ° Нижний конец стержневого резонатора 1 может быть приведен в контакт с образцом 3 исследуемого материала, расположенным на основании

4. К резонатору прикреплены возбуждающий.5 и приемный 6 пьезопреобразователи. К возбуждающему преобразователю

5 подключен генератор 7 синусоидальных электрических колебаний, соедиВ ненный с частотомером 8. Приемный пьезопреобразователь 6 подключен к усилителю 9, который соединен с осциллографом 10.

По измеренным значениям ширины ре- 30 зонансного пика и амплитуды колебаний резонатора 1 до и в процессе его контакта с образцом 3 определяют внутреннее трение g материала образца 3 из соотношения 35

Idf о,>

2 ндЕ

1 (А )1

40 где /gf d f — df, ;

df, А и f А — значения о,1 0,1 ширины резонансного пика и амплитуды колебаний в процессе контакта стер-45 жневого резонатора 1 с образцом 3 и при его отсутствии соответственно.

Известный способ предусматривает периодический контакт резонатора с 50

3 14991

Способ осуществляют следующим образомм.

Высокочастотньй электрический сигнал, частоту которого измеряют часто- 5 томером 8, с генератора 7 подают на возбуждающий пьезопреобразователь 5 и таким образом возбуждают резонансные колебания стержнего резонатора ), нижний конец которого первоначально свободен от контакта с образцом 3.

С помощью приемного тракта, включающего приемньй пьезопреобраэователь

6, усилитель 9 и осциллограф 10, и меряют значения амплитуды Ао колеба- 15 ний резонатора 1 на резонансной часо,v тоте и ширины df резонансного пика на уровне 0,7 А (по амплитудно-частотной характеристике 11). Затем под действием силы тяжести груза 2 вводят 20 стеркневой резонатор 1 в контакт с образцом 3 испытуемого материала или изделием, расположенным на основании

4. В укаэанном положении вновь регистрируют значения амплитуды А колеба- 25 ний на резонансной частоте f и ширины

df резонансного пика по амплитудночастотной характеристике 12.

72 образцом путем его механического периодического нагружения и измерение угла сдвига фаз между нагрузкой и мо1 дулированными нагрузкой резонансными колебаниями резонатора. При предпагаемом способе исключено механическое нагружение образца по периодическому закону, что приводит к уменьшению трудоемкости способа испытаний.

Применение изобретения позволяет проводить измерения величины внутреннего трения материалов и изделий произвольной формы непосредственно на месте их эксплуатации в широком частотном диапазоне для различных классов материалов. Использование способа позволит осуществлять периодический технологический контроль иэделий на основании измерений величины внутреннего трения.

Фо р мул а из о б р е т е н и я

Способ определения внутреннего трения в материале, по которому вводят в контакт с образцом стержневой резонатор и возбуждают в нем резонансные колебания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и расширения частотного диапазона, измеряют ширину резонансного пика и амплитуду колебаний на резэнансной частоте резонатора до и в процессе его контакта с образцом, а внутреннее трение 11 материала образца определяют из соотношения

ddf 1

2 fi d Е где ЮЬЙ =d f — ЬЕ о,у о,v

4Е, А и df, A значения ширины резонансного пика и амплитуды колебаний в процессе контакта стержневого резонатора с образцом и при его отсутствии соответственно.

1499272

Ао

0,74Î

07А

Фиг.у

Составитель В. Пастушии

Редактор О. Юркорецкая Техред М.Ходаиич Корректор N. Самборская

Заказ 4681/39 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101