Способ определения упругих свойств материалов

Способ определения упругих свойств материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

л /

Класс 42k, &g P

¹ 440ýÇ

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОП ИСАНИЕ способа определения упругих свойств материалов.

К авторскому свидетельству Г. А. Остроумова, заявленному 27 мая

1934 года (спр. о перв. № 148264).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1935 года. или

12 (1 —,л"-) о Ь.1н

E7c- с(чс

dt-

А, =Аз=А=Ат

А =А,=А,=А,;

А„:А,:А,:А, =

=5:8:2:1

А, = А„=А„=,"ч (145) Предлагаемое изобретение касается способа определения упругих свойств материалов, основанного на измерении в различных точках исследуемого тела амплитуды колебаний, возбуждаемых в нем каким-либо внешним источником и измеряемых при помощи симметрично расположенных на поверхности исследуемого тела микрофонов. Изобретение основано на применении уравнения распространения упругой волны изгиба по пластинке или стержню, выполненному из исследуемого материала. Как известно, такое уравнение имеет вид

Д2. ЫР

dP + 12(1 — v. - ) о

Здесь u — коэфициент Пуассона, о — плотность материала пластинки, Š— ее модуль Юнга, Ь вЂ” ее толщина, ЛЬи — двойной оператор Лапласа, примененный к малому отклонению и упругой поверхности пластинки от положения ее равновесия. Это выражение может быть представлено через конечные разности в надлежащем приближении так:

Aalu=è,+2и +и,+2и,+и,+

+ 2и„+ и, + 2и; — 8и, — 8и„— 8и„— — 8и, +20u„

Упругие постоянные пластинки можно определить, если привести последнюю в колебание, например ударами молотка.

ЬЬи и одновременно измерить отношение д н

<й в любой точке пластинки посредством какого-либо устройства.

Согласно предлагаемому способу, осуществляемому по изображенной на чертеже электрической схеме, на поверхности пластин исследуемого материала располагаются на малых расстояниях друг от друга микрофоны, причем число последних подбирают согласно числу членов указанного уравнения, а чувствительность каждого из них — согласно коэфициенту соответствующего члена.

Таким образом чувствительности А этих микрофонов относятся друг к другу согласно следующей таблице

Дальнейшая операция сводится к электрической схеме для совместного решения уравнения при помощи потенциометра 14, на который подаются напряжения, созданные в цепях последовательно включенных микрофонов 1 — 13. объединенных в две группы соответственно тому, какой знак „плюс" или

„минус" имеют члены уравнений. Обе группы включены диференциально на потенциометр через емкость 15. Один из микрофонов, а именно микрофон 13„ включен отдельно на тот же потенциометр через самоиндукцию 1б.

Ток через емкость 15 будет пропор Ь ционален — а падение напряжения, и создаваемое этим током на катушке са<уги моиндукции 1б, пропорционально

Коэфициенты пропорциональности должны быть определены раз навсегда отдельно для каждого комплекта.

Падение напряжения на самоиндукции

16 сравнивается посредством телефона

77 (снабженного, если окажется нужным, усилителем) и градуированного потенциометра 74 с электродвижущей силой всей группы микрофонов. Именно, отсчитывают по потенциометру 14, во сколько д- раз величина ЬЬи больше величины каковое число равно определяемому

12 (1 — р - ) р коэфициенту

Все описанное устройство, раз проградуированное, может служить для определения упругих свойств пластинок из различных материалов в известном диапазоне изменений этих величин.

Очевидно, что все изложенное выше целиком может быть применено к определению упругих свойств упругих стержней и балок (рельсов и т, и.). В этом случае, во-первых, вместо величины

12 (1 — р.- ) p будет определяться величина р8, где S — площадь сечения стержня, а 1 — момент инерции сечения относительно надлежащей оси деформации, во-вторых, вместо группы из тринадцати микрофонов достаточна группа из пяти микрофонов 1, 9, 13, 17 и 5, чувствительности коих должны соответствовать следующей таблице:

Al =А5

А1з: Аэ:А1=3:4:1

9 11

Невозможность получить полную компенсацию в электрической цепи будет служить признаком того, что по данному упругому телу распространяются упругие колебания не по тому закону, который написан в начале описания, а по другому, каковое обстоятельство в свою очередь послужит указанием того, что данное упругое тело находится, например, под действием растягивающих усилий, в силу чего приближается по своим упругим свойствам к перепонке или струне.

Предмет изоб рете ния.

Способ определения упругих свойств материалов, основанный на измерении в различных точках исследуемого тела амплитуды колебаний, возбуждаемых в нем, например, с помощью удара и измеряемых при помощи симметрично расположенных микрофонов, отличающийся тем, что, с целью получения всех определяющих упругие свойства параметров колебаний, согласно диференциальному уравнению сРи .Ей -

alt-" 12 (1 — р - ) р число и чувствительность микрофонов подбирают соответственно числу и коэфициентам отдельных членов указанного уравнения после разложения его HB ряд по конечным разностям, каковые микрофоны включают так, чтобы можно было получить искомые величины по сравнению амплитуд колебаний одного из микрофонов, включенного через емкость и самоиндукцию, с амплитудами остальных микрофонов, включенных таким образом, что в зависимости от знака при отдельных членах уравнения микрофоны разбивают на две последовательно соединенные группы, включенные навстречу друг другу.