Устройство для измерения внутренне-го трения b твердых телах

Устройство для измерения внутренне-го трения b твердых телах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюз Советсник

Социавистииаскик

Республик

М АВТОРСКОМУ С ТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 2505.79 (21) 2787805/18-10 (51) М. К>. с присоединением заявки 1йо (23) Приоритет

G N 29/00

G N 3/32

Государственный коюнтет

СССР. но делаю нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 150581. Ьоллетеиь Йк 18 (53) УДК 534.6:539..67(088.8) Дата опубликования описания 150581 (72) Авторы изобретения

В.Г.Бадалян и В.Ф.Казанцев (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ

В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

Изобретение относится к измерению механических свойств твердых тел акустическйми методами и может быть использовано для измерения внутреннего трения в твердых телах с .помощью ультразвука.

Известно устройство для измерения внутреннего трения в твердых телах, содержащее образец, выполненный в виде проволоки, один конец которой неподвижно закреплен, инерционный элемент, приспособление для создания нагрузки (1).

Недостатком этого устройства является невозможность измерять внутреннее трение во время воздействия на образец ультразвуковых напряжений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения внутреннего трения в твердых телах во время воздействия на образец ультразвука, содержащее ультразвуковой преобразователь продольных колебаний с концентратором и инерционный элемент, между которыми крепится образец в виде проволоки длиной 3/4 длины ультразвуковой волны j2) .

Недостатком устройства является относительно небольшой диапазон иэмерений и их невысокая точность вследствие малых пределов изменения статических напряжений, а также невозможность работы при больших величинах ультразвуковых деформаций иэ-эа потери устойчивости образца.

Цель изобретения — расширение диапазона и повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введена нить с приспособлением для ее натяжения, конец которой жестко связан с инерционным элементом, при этом инерционный элемент выполнен в виде резонансного стержня полуволновой длнны и сосредоточенной массы, которая размещена на нем в плоскости, соответствующей узлу ультразвуковых колебательных

20 смещений.

На чертеже представлена принципиальная констуктивная схема устройства.

Устройство состоит иэ ультразвукового преобразователя 1 продольных колебаний с концентратором 2, который с помощью фланца 3, размещенного в узловой плоскости, неподвижно закреплен на станине. Образец 4 выполЮ нен, например, в виде гантели полу830233 волновой длины ультразвуковой волны.

Инерционный элемент 5 также полуволновой длины. выполнен в виде резонансного стержня, в центральной плоскости которого, соответствующей узлу ультразвуковых колебательных смещений, размещена сосредоточенная инерционная масса 6, например диск с заданным моментом инерции. Нить 7 и приспособление 8 для ее натяжения обеспечивают заданное значение одно,осного напряжения в материале образца. Все перечисленные элементы последовательно скреплены между собой, например, с помощью клея или винтов.

Возможен также вариант обратного расположения элементов устройства, 15 при котором сила тяжести земли дей-, ствует противоположно направлению силы натяжения. Такое расположение элементов устройства позволяет проводить измерения внутреннего трения Щ в материале, начиная с нулевого одноосного напряжения, так как можно скомпенсировать напряжение в образце, создаваемое весом элементов 5-7 устройства. Совокупность элементов

1, 2, 4 и 5 устройства представляет собой ультразвуковую резонансную колебательную систему, что позволяет возбуждать в образце 4 значительные амплитуды продольных ультразвуковых напряжений,не оказывая влияния ни на крутильные колебания образца, ни на точность регистрации этих колебаний. Регистрация крутильных колебаний осуществляется любым известным способом, например световым, по колебаниям сосредоточенной массы 6, размещенной в плоскости, соответствующей узлу ультразвуковых колебательных смещений резонансного стержня.

Устройство работает следующим об- 40 разом.

Каким-либо известным, например индуктивным, способом возбуждают крутильные колебания образца 4. Час- тота этих колебаний обычно весьма 45 низкая, порядка десятков герц. Одновременно проводят регистрацию амплитуды крутильных колебаний, по затуханию которой определяют величину внутреннего трения. Такую же регист-i рацию амплитуды крутильных колебаний проводят затем при заданном уровне ультразвуковых напряжений. При этом наблюдают изменение величины затухания крутильных колебаний. Тот же цикл измерений можно проводить при различных величинах статических нагрузок, создаваемых приспособлением

8 с помощью тонкой длинной нити 7.

Использование изобретения позволит существенно расширить диапазоны амплитуд статических и ультразвуковых напряжений, проводить достоверные измерения внутреннего трения, отражающего внутреннюю структуру материала, непосредственно во время ультразвукового воздействия при пластическом деформировании, т.е. поможет выяснить физические закономерности, протекающие при таких важных в практике процессах, как волочение, выдавливание, штампование и т.д., под действием ультразвука. формула изобретения

Устройство для измерения внутреннего трения в твердых телах, содержащее ультразвуковой преобразователь продольных колебаний с концентратором и инерционный элемент, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью растаирения диапазона и повышения точности. измерений, в него введена нить с приспособлением для ее натяжения, конец которой соединен с инерционным элементом, при этом инерционный элемент выполнен в виде резонансного стержня полуволновой длины и сосредоточенной массы, которая размещена на нем в плоскости, соответствующей узлу ультразвуковых колебательных смещений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Внутреннее трение в металлах и сплавах. "Наука", 1966, с. 199-200.

2. Бадалян В.Г. и Казанцев В.Ф.

II

"Физика металлов и металловедение

1978, т. 45, Р 6, с. 1308 (прототип).

830233

Составитель О.Петров

Техред Х.Кастелевич Корректор О. Билак

Редактор Н.Минко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3356/54 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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