Способ определения энергетического порога разрушения материала под действием концентрированного потока энергии

Способ определения энергетического порога разрушения материала под действием концентрированного потока энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик!

"! 6354!4

OllNCAl-1gE

I43OBPETE H g g

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к азт. Свил-зу— (22) Заявлено 25.07.77 (2! j 2524312 24-25 (51) 11.КЛ.- G 01 N 25, 12 с присоелинен:!ем зая= II X=—

Государственный ко!ннтет (23) Приоритет— (43) Опмбликозано 30.11.78. Вкл.-ете:- !ь М 44 (45) Дата опубликова шя опис н !я = 1.11., !

III делец изобретении и открытий (53) УДК 620.172.2 (0ss.s) (72) Авторы изобрете<ния В. П. Вейко, В. Н. Банков, Ч. Н. Лиоенсон и Б. Ч. Юркевич (71) Заявитель Ленинградский институт точной механики и оптики

1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОРОГА РАЗРУШЕНИЯ-----МАТЕРИАЛА ПОД ДЕй СТВ И И1

КОНЦЕНТРИРОВАННОГО ПОТОКА ЭНЕРГИИ

Способ отгносится II. Области об работки ъ13териалсз и может быть,!Гс!Пользо!Зан пр:I на!есез!1!1! пленок, clo!p300TIYB и разлеленип з!3 тер 1ва 1oi3 лл я 0<чрелел ен11я эн ер гетгичес!кого порога,разрушения материала !Ол

Д Е1!СТЗИЮ! КОНЦЕНТР!И!РОЗ аннсгo:10TОК3 энерго!с1,,н алр1гмер, луча оптического кз3Нтс!Зсго Гев!е1ра гора (ОКГ1.

В со зременной! Текноло1Г1!1! <Нахолят пр:Iсненезие процессb!, иапог!Ьзующие зоздейс úG.1Iå н!а матергиа 1ы,концентриро<ванных потогков эснерг!1!и, <напрсвмер, луча ОКГ. Для жозмож!Ности 3b!Dopa опт!имальных режимоз работы лзлучателей необхолзвмо точсяо

Зл!!ать эз!ергетг!чес!кий !Порог !разрушения дан!ного !атериала.

Простейший способ,ос!релелен!ия энергетз!ческсго uaopora р!азрушен ия материала пс!д лей с тз и ез! (кo!:-1цез! Tipcup oia а ион ОГО потока э!нергс!и осгнозан .на в изуальной регистрации начала разрушения материала 1прт! .поязлен!111! азетящегося факела и!ролуктоз разрушен в!я <или лруго!к эффектоз, солутст!Зующ1!к разрушен1ию.

Такой спосоо субъектввен, обладает яра!!Не низкой точностью <н не позволяет по.чучт!ть !пр1!ез!Лемык колв!чест!венных оце-! н с!к. Иззестен способ 01гврелелен1Т1я э<нергети-!есксго !порога разрушения гматериала пол де!1стз !См !кон.I2!ITрирозаннОГО потока э Iер1пс1, при котором на<носят испытуемый ма-.2 I3л -I3 поллсжку, экстрез!ально узелчиз а-от ллотнссть лотока эснергии и реги5 ст!рпруют н3 !Илс разрушения материала, про!ченяя с:1т:!.-!е кие устройства, наприз!ер мс!Ксоског!.

Олнако этот i. îiîî не 103золяет пол уч:1ть колич естзен ной сцен ки зн аче:-гия э.-.ергеòT:I-Iooêo!-0 спорота разрушения с ло cTÇT0-1.:-!О зыссксй То

15 !p3зрушенного материала.

Пелью Гизооретечпя езляется 1позышеНИЕ T-O !0IOOTTI ОПП1ЕЛЕЛЕНаЯ ЭНЕРГЕТЧ!ЧЕСКОГО порога раззушения .матерпала пол лейст!Зиеи конце:ITp!!рован!!Ого:!ото!Ка энер20 П-«,:1

Указа- .:-!ая цель достигается тем, что ,",сслглуемый материал .наносят 13 п1ьезокрс!ста11 пьезоэлекгрсвческогo з!Нбратора, пспользуемого з,качестве подложки, затем

25 узе11!чс!Зают плотность потс ка энерГии и набл олают за пзмененпе<м резонансной частоты колес,110щеГося пьезоэлект р1 Iiec!соГО в1варатсра. !I 10:1ачалу изменения этой частот<ы = лят о пороге разрушеспия исследу30

635414

Зффе(кт изобретения авя(за!(с высокон чувствительностью |колеолющегося (тьезоэлектр|н|ческого iBн(б(ратс(ра |к нз|меченпю упруги |свойств и массы нанесенного ia его поверх|новть втате(р(иала .н с,возмо|жность о обhe(KTHiBlk(oé реппстрацин |начала (разрушенпя |материала с помощью электрпческих пз|мернтельных,приборов,,фнкспрующ;их н(ячало IH3lvlelHe(HIITH |резона|иеной частоты |пьезоэг(ек!,.рическо|го внбратора.

Пьезоэлектрнчес(кий вибратор |вы ((олнен в |виде пьезоэлактр(нчес(кой пласт(ннь(, гнаT!ipiki(iIelp, lI(Bl2iðцавой .пластины AT-среза, с !

Чянесен|ньим(и на ее поверхность возбуждающ|п|м|и элект|рода(ми. Ис(пытуемый материал наíîclHTicH на поверхноcTb т(ьезоэлектрнческого !BHÎpaTO!pà. Концентрированны!(10яс(к э|нерI;H!H, создаваемый !(Сточкпом нзлучcHIHH,,klalIllpiHlvle(p, О.КГ, гна|пра|вляют на испытуемый |матер(иал. И|апытуемый материал |может рас|пола|гаться неиос|редственно па к|в|а(р цевой пласти|не |нлп,на од(ноч нз возбуж|дающн«х эле(ктр|о|до|в. Возбуждающие элект(роды сое 1HIHIGHbr с генератором возбужда!Ош(н(м (пьезоэлектр(ичеокп!(зч(брато|р (! я eTO ipeao(Hia!Hlcikioi! HacTOTe и с ч2стотОм|-|ром.

Коле|блющ|ийоя,пьезоэлектрическ(нй BHбратор облад|ает определенной резонансной частотой j . После нанесения на него пспытуе|мого |мате(риала резонансная частот-; изменяется и стаHQ!BHòñÿ ра|нной,(. Б cлу(чае !!Спо !ьзован!(я кварцевых,пласт|и

AT-среза с |колебаниям|и сдвига,по толщине j )j прп любых вариантах pacaoëî. ei!rra (пс(:(ь(туемопо;м|атер(!(ал2;Ia .ква(шезэй л. 12"-т|нпе if л!о бой форме пс:(ы (уеэ(0; o матеря 1 13, который може Г Оыть нанесен 1"2 к в форме пленки, Ta« ii в Виде ОоъемIIой ч а|стицы, При |возде!1(ст(зп|п на:(Опытуемый материал конце|нтрирсвангного потока энерпн|н IllpH экстремальном увеличен!(и плотности потс|ка энергии, испытуемьш;материал з онрсделеичый момент зрез(ен(и

IiI ×!!НЯЕT PiaЗP ШЯТЬСЯ, ЧТО iCI.IРОBСжЛЯЕТся его ст|руктур|ны м|п:(змене:((ям(((п пзме"Ie11iziHi. (1 k(е! О массы. iHlpr! с".,póêTурнь(х :.(3х(е(неннях гмсняюэгся упруппе сзойс | ва;матевпаля, в результате ie(о .Нз|ме(-:я(стся

3!Оду,(l(упругэстн :|(cхairilH Iсскоl еолe ÎЯтельн|ой c!HcTeмы в целом,,котО рая Оср(130яапа пьезоэл|с|ктричес(с(м п iopaтором и |нанесенным I(2 его поверхн,cTь ((Опыт, емы|м матерпалом. 3 гэ |п|рпзодпт к пэманенню резсиап(ной .частоты, (на|ча a-o которо "o легllro зафиканровать, например, с помощью ч а= (отоме(р,а |подключен(ного,к электрода м !

I!:Сзоэлектрпческого вибратора. В с.ютветс!впп с общей д|вухфаз|ной моделью разруш|ен|ня, |пап|ример, тон(н!(х .пленок, (на|ряду с нс(парен((им, которое явля|етая аро(го(вым меха н|пз м ом разрушения. уч иты(в а ется плавле!Н(ие пленки н д(внженне |рас|плава, П(редложенный (c(7locloo (позволяет тая(но зафи|ксировать начало плав,-ения плс;«кк.

С цр|уктурчые нзме(че|нч(я материал 3 обычно п|редшествуют изменениям его;массы, однако большой |практ|пчесыий интерес представляет If разрушение материала, связанное именно:c пзэ(еие|(гпем его массь, поокольк(у в большннстзе случаез ин:.(цн|нруюшп|м (меха(нпз(мо|м разрушен,:(я является ис|пярен(и|е (матер(нала. Между измене:-нем резо|на(нсной частоты |колеолюшегс:я пьезоэлеет|рн чесно(го !BriopaToipca 11 пзмененпем массы сущест!вует !B!IIQ,IHå определвнсч|ая за впсммость, которая поз|воляет по получен|ному значению пзмеианая,частоть: Л, вы(пслять величину |нзеченення массы Л(((сг пытуемого вещества. В случае пспользэвв пя кварцевой |пластины AT-ср:-з:-.:

: re Л вЂ” час |отнь(l": l;;03(!фи||и э.! ектp п|ческо(0, «",!áî тэ,,| — |гаго.пность ква,-,, а с i Ч .ет 4

-(.(Я iii (ч э -(5 .;,-««1|. -(;-|. 1 3 —, - «--сьГ

« тпя;

S — плошадь нс.!ape:-пя ==-п.е:т:-3.

Велич|нна (плотности 7отока =r: .Зп | (. Ното(рая (воздейс|т(вмет н2 поверхност;: материала, н|анесе ното гна |(ьезоэле((пэ I: H (H (внбрато(р, нропорц|иональна да,те.: Ой массе, поэтому соовветст(зующч(й эег:!cT",3:| 3.у(ощнй |прибор, на|пример, катоднып -. (ьт.,(етр,,мо|жет оыть (пропраду.(розp!kf . :(е.(эсредстIBBHiH0 В ЗНЯЧЕН(IЯХ l(1.10T(HOCТ (70TLH3 ЭНBP

Э!(е |! Г e Tir I H ес нсм м и О 3 э г!,;! 3 3 13 . | i с(я м 3те|риала соответст|зует |(с(|пима. l н.гэе з:-:3ченне пз|ме|не|ния частоты пьезээ. ie,: трпческого знбратора, ф((нсируемое .(Змеж,те-ь.Ным прибором,:с|вяза|нное с а-;Я.тэм пзме|ненля CTpyr<тм(ры |(лР 1 н) 312 CCB! с(с г(ыт| емэго матернала. .П р |1! м ер. Про|во(7плось о-.;реле. е-п эне(р|гети|ческого (порога разрушения пaåHHir серебра толщп(нio!"(0,17 лк.!(под дейстх(ем луча ОКГ ня стекл|. с нео.(".,!o ч, работающ(((м в режиме (модуляции доорэтнос вн с энергией в пмчульсе 5 Дж. В ка ("стз=

ПОДЛО|ж|КП l:.(CÏÎËÜÇOÂBËCH:1!«e303,(OHT:."H Heск!(й виоратор со шлпфова«нной, I ñòHHOH

ыз кварца AT-среза на частоту 8 Л1г(1, оэладающегэ массовой ((увст|в:(тел(э(чость(о около 10 —" Г(11г. Диаметр 30-(ь воздейст(в(ня составлял 1 и,!ь Измеренный .(орог разрушепня серебряной пленки cockawf

2. 10 Вт, с..- .

Ис:(э:(ьзс|заa;Ie предложе нэгэ с.|осооа

l 3 e T а Э 7«e!(Tif i la HV (O O ff el a i(;Ч 3 Н Я Ч Е НН Я i C U ." етп«(еского пэрэга .азруше(-:пя сс-.òåprrý.аа и поз|в|э IHет r!-..тичь высокой тэ- .:-(O.còr, измерсння. которая сэтпветстзует точностЗ(изме(рен(пя рсзо|нансной частотa(п,ьезоэлектр|нческо|го зпоратора H составляет в от(ню65 с(нтельпых iд:(си,.(3.;. Окз |э 10 — 10 — . 0

Ф орм ул а,из о бр етени я

Способ оцрвделвния энергетического поро га разрушения материала глод дейсTâèåì концвнгр ирова нного IIIoòîêà энергии, заключающийся в том, что IHcllll IT)åèûII материал наносят на подложку, экстрема IIно чвелич и вают,плопность потока энерги.l н pevI»clIpmpyvr начхало разрушения мате рна 1а, о тли ч а ю щiH и с я тем, что, с пелыо псеыщеьпя точности, ясследуемый материал наносят; а пьезоиристалл пьезоэлектрического Б пйратор а, иопольз емого в качестве подложки, затем увели пвают

;..-.отчость Ioãæ.à энергии и;наолюдают за .эмвнением резонаноной частоты колеолющегося пьезоэлектрического вибратора, и по «началу изменвжя этой частоты судят о пороге разрущения liсследувмого матврп ) » .:l .

Составитель B. Кручинкина

Редактор H. Коляда Текред С. Антипенко 1;ср .::.тор 11. Синкина

Заказ 764/1163 11зд. \2 r 10 l I раис 10«0;: :; —.пс.-:ос

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и о-.крв:тпя

Москва, Ж-35, Ракшская наб., д. 4/6

Тпп. Харьк. фил. пред. «Патент»