Способ определения упругих свойств материалов и нагружающее устройство для его осуществления

Способ определения упругих свойств материалов и нагружающее устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области исследования упругих характеристик материалов, преимущественно к исследованию скорости распространения упругих колебаний о тонкопленочных материалах и нитях Цель изобретения - обеспечение возможности контроля упругих свойств в тонкопленочных материалах и нитях - достигается тем, что исследуемый образец, например, из полиэтиленовой пленки, закрепляется на плоской части дугообразных пластин нагружающего устройства, с помощью винта растягивается до упругого состояния и в нем возбуждаются поверхностные упругие колебания в направлении приложения растягивающего усилия, по скорости распространения которых определяется модуль упругости исследуемого материала 2 с п.флы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л)з G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕHHblй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ABTOPCKOMY CBVl+ETEflbCTBY (21) 4782517/28 (22) 14.11.89 (46) 30.08,92. Бюл. ¹ 32 (71) Научно-производственное обьединение

"Композит" (72) М.М.Святский, P.Ã.Øàðèïoâ и И,A.Ôåäoðîâ (56) Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Прибор ультразвуковой УК13П. Производство ПО "Волна". — Кишинев, Авторское свидетельство СССР

N 1024823, кл. G 01 N 29/00, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УПРУГИХ

СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И НАГРУЖАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области исследования упругих характеристик материалов, Изобретение относится к способам исследования упругих характеристик материалов, преимущественно скорости распространения упругих колебаний в тонкопленочных материалах и нитях.

Известен способ измерения скорости распространения упругих колебаний в синтетических нитях, заключающийся в том, что исследуемую нить прикрепляют к рабочим плоскостям пьезоэлектрических преобразователей (излучателю и приемнику) ультразвукового измерителя скорости звука, например, с помощью расплавленного канифоля, растягивают ее до упругого состояния и измеряют время прохождения упругих колебаний через исследуемый образец фиксированной длины, а затем вычисляют скорость распространения упругих колебаний по формуле

C= —, L

„„5U„„ 1758539 А1 преимущественно к исследованию скорости распространения упругих колебаний в тонкопленочных материалах и нитях. Цель изобретения — обеспечение возможности контроля упругих свойств в тонкопленочных материалах и нитях — достигается тем, что исследуемый образец, например, из полиэтиленовой пленки, закрепляется на плоской части дугообразных пластин нагружающего устройства, с помощью винта растягивается до упругого состояния и в нем возбуждаются поверхностные упругие колебания в направлении приложения растягивающего усилия, по скорости распространения которых определяется модуль упругости исследуемого материала. 2 с.п.флы, 1 ил. где С вЂ” скорость распространения упругих колебаний (скорость звука);

L — длина нити;

t — время распространения упругих колебаний, измеренное с помощью ультразвукового прибора.

Недостатком этого способа является низкая надежность эксперимента, так как трудно создать надежный акустический контакт и обеспечить достаточное натяжение нити. При натяжении нить часто отрывается от пьезоэлектрических преобразователей, а с уменьшением натяжения изменяется значение скорости звука. Кроме того, этот способ не позволяет проводить измерения в пленочных материалах,так как некоторые пленки расплавляются даже при температуре плавления канифоли.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения модуля упруго1758539 сти материалов, заключающийся в том, что в исследуемом образце возбуждают изгибные колебания в плоскости, перпендикулярной плоскости поверхности образца, определяют резонансную частоту образца, а затем возбуждают изгибные колебания s плоскости, совпадающей с плоскостью поверхности образца, определяют резонансную частоту образца .и по соотношению измеренных частот вычисляют модуль упругости материала, Недостатками этого способа являются трудность получения в тонкопленочных эластичных материалах изгибных колебаний в двух взаимно перпендикулярных плоскостях образца; невозможность применения этого способа для контроля нитеобразных образцов, так как последние имеют одну резонансную частоту изгибных колебаний.

Цель изобретения — расширение области применения путем обеспечения возможности контроля упругих свойств в тонкопленочных материалах и нитях.

На чертеже изображено нагружающее устройство, с помощью которого реализуется способ определения упругих свойств материалов.

Устройство состоит из двух дугообразных упругих пластин 1 с равными плоскими центральными участками, предназначенными для закрепления исследуемого образца

2. Концы дугообразных пластин 1 изолированы акустически при помощи войлочных изоляторов 3 и установлены в пазах ограничителей 4 и 5 таким образом, что их вогнутые поверхности обращены друг к другу, а плоские участки расположены аппозитно.

Механизм создания усилия выполнен в виде двух ограничителей 4 и 5 и винта 6, один конец которого жестко закреплен в ограничителе 4, а другой конец установлен в ограничителе 5 с возможностью перемещения и фиксации при помощи гайки 7.

Винт б установлен в отверстиях ограничителей 4 и 5 между дугообразными пластинами

1 паоаллельно плоским участкам и равноатстоящим от пластин, Способ определения упругих свойств материалов заключается в следующем.

Исследуемый образец 2, например, из полиэтиленовой пленки одним концом с помощью липкой ленты закрепляется на плоской части одной из дугообразных пластин

1, обертывают 3-4 раза вокруг обеих пластин и таким же образом закрепляют другой конец образца. Затем при закручивании гайки 7 осуществляют натяжение исследуемого образца 2 до упругого состояния. Участки исследуемого образца 2, расположенные на плоских участках дугообразных пластин 1, смазывают техническим вазелином для обеспечения акустического контакта между исследуемым образцом 2 и пьезоэлектрическими преобразователями 8, Нагружающее

5 устройство вместе с исследуемым образцом помещают между пьезоэлектрическими преобразователями 9 ультразвукового прибора, например УК-10ПМ и др„возбуждают в исследуемом образце поверхностные уп10 ругие колебания в направлении приложения растягивающего усилия и измеряют скорость их распространения по формуле

Спов —— т где Спов — скорость распространения поверхностных упругих колебаний;

L — база измерения (длина образца);

20 t — время распространения упругих колебаний (определяется с помощью ультразвукового прибора), Скорость распространения упругих поверхностных колебаний используется в ка25 честве параметра для расчета упругих сВоАсТВ материала, а именно скорость распространения продольных упругих колебаний и модуля упругости.

Скорость продольных упругих колеба30 ний определяется по формуле

Спов

Спр = 0 51

35 где Спр — скорость распространения упругих продольных колебаний, Модуль упругости определяют по формуле где Š— модуль упругости (модуль Юнга);

p — плотность материала;

q — ускорение силы тяжести, Формула изобретения

1. Способ определения упругих свойств материалов, заключающийся в том, что к образцу из контролируемого материала прикладывают растягивающее усилие, возбуждают в нем упругче колебания, измеряют параметры этих колебаний и по ним рассчитывают упругие свойства материала. отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности контроля свойств материала в тонкопленочных и нитеобразных образцах, в образце возбуждают поверхностные упругие колебания в

1758539

Составитель A.Гулида

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А.Мотыль

Заказ 2995 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 направлении приложения растягивающего усилия, измеряют скорость их распространения и используют ее в качестве параметра для расчета упругих свойств.

2, Нагружающее устройство для опре- 5 деления упругих свойств материала, содержащее элементы крепления и механизм создания усилия, отл ич а ю щееся тем, что, с целью обеспечения контроля упругих свойств в тонкопленочных и нитеобраэных 10 образцах, элементы крепления выполнены в виде двух упругих дугообразных пластин с равными плоскими центральными участками, расположенными оппозитно и пред15 назначенными для закрепления исследуе мого образца, а вогнутые поверхносги пластин обращены одна к другой, механизм создания усилия выполнен в виде двух ограничителей, имеющих пазы с размещенными в них акустическими изоляторами для закрепления дугообразных пластин и отверстия для установки винта, один конец которого жестко закреплен в одном из ограничителей, а другой конец размещен в другом ограничителе с возможностью перемещения и фиксации, винт установлен равноотстоящим от пластин параллельно их плоским участкам.