Устройство для измерения внутреннего трения и модуля сдвига материалов

Устройство для измерения внутреннего трения и модуля сдвига материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик (и)945742 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 01.12.80 (21) 3009416/25-28 (5l)M. Кл.

9 01 3/32 с присоединением заявки №

3Ъеудврстмниый комитет

СССР по делам нэабретений н открытнй (23) Приоритет (53) УЛ К 620.178. .32:539.67 (088.8) Опубликовано 23.07.82. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (72) Авторы изобретения

Г. П. Яковпев и Н. H. Владимирова

Урапьский ордена Трудового Красного Знамени;госудауственньтй т университет им. А. М. Горького (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ

И МОДУЛЯ СДВИГА МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к исспедованию вязкоупругих свойств материалов, а именно к устройствам дпя измерения низкочастотного внутреннего трения и модуля сдвига различных материапов.

Известно устройство дпя измерения .внутреннего трения и модупя сдвига материапов, содержащее крутипьный маятник, включающий нижний и верхний зажимы дпя установки образца и жестко соединенное с верхним зажимом инерционное тепо, магнитную подвеску, состоящую иэ электромагнита и регупятора тока, компенсатор осевых деформаций, содержащий эпемент сравнения, и подкпюченные к нему эадатчик напряжения, датчик обратной связи, причем эпемент сравнения подкяючен к механизму вертикального перемешения нижнего захвата $1).

Недостатками этого устройства явпя- 2о ются напичие поперечных колебаний си, стемы, что снижает точность испытаний, а также то, что использовать такой компенсатор осевых деформаций образца воз2 можно топько в крутипьных маятниках с магнитной подвеской, которые не имеют . широкого распространения.

Наиболее бпиэким по технической сутпности и достигаемому результату к пред пагаемому явпяется устройство дпя измерения внутреннего трения и модупя сдвига материалов, содержащее неподвижный нижний захват дпя креппения исспедуемого образца, копебатепьную систему, включающую верхний захват дпя крепления <исспедуемого образца, связанную с верхним захватом траверсу с инерционным грузом, шарнирно закреппенный на станине уравновешивающий рычаг, верттткапьную рамку, эакреппенную на верх- нем захвате так, что ее ось симметрии совпадает с осью захвата, две нити, одни концы которых закреппены на проти вопопожных сторонах рамки по ее вертикапьной оси симметрии, пружину, один конец которой скреппен со свободным концом нижттей нити, а другой- с уравновешивающим рычагом, допопнитепьный рычаг, од3 9457 ним своим концом шарнирно закрепленный на станине, а другим соединенный с нижним концом пружины, возбудитель крутильных колебаний образца и средства регистрации этих колебаний (2).

Недостатком известного устройства являются погрешности и ненадежность результатов измерений, возникаюшие от дополнительного нагружения образца усилиями растяжения-сжатия, которые, в свою 0 очередь, возникают в результате изменеt ния длины образца, например от нагрева. цепь изобретения - повышение точности и надежности изл ерений путем устранения напряжений растения-сжатия в исследуемом образце.

Поставленная цепь достигается тем,; что известное устройство снабжено компенсатором осевых деформаций образца включающим жесткий элемент, соединенный с пружиной и верхней нитью, дополнительную пружину, связанную с уравновешиваюшим рычагом и жестким элементом, упругий стер>лень, один конец которого шарнирно соединен с уравновешиваюшим рычагом, а другой связан r. жестким элементом, нормально разомкнутые контакты, установленные на уравновешиваюшем рычаге размешенный между ними контакт, I установленный на упругом стержне, ревер- ЗО сивный двигатель, в цепь управления ко". торого включены упомянутые контакты, и закрепленную на валу двигателя гибкую нить, соединяюшую его с уравновешиваюшим рычагом.

На фиг, 1 изображено устройство, обший вид; на фиг. 2 — компенсатор осевых деформаций образца.

Устройство содержит неподвижный нижний захват 1 для крепления исследуемого „д образца 2, колебательную систему, включаюшую верхний захват 3, связанную с верхним захватом 3 траверсу 4 с инерционным грузом 5, шарнирно закрепленный на станине 6 уравновешиваюший ры- 45 чаг 7, вертикальную раму 8, закрепленную на верхнем захвате .3 так, что ее ось симметрии совпадает с соью захвата

3, верхнюю и нижнюю нити 9 и 10 соответственно, одни KQHIlbl которых закреп50 лены на противоположных сторонах рамки

8 по ее вертикальной оси симметрии, пру.. жлну 11, один конец которой скреплен со свободным концом нижней нити 10, а другой с уравновешивающим рычагом

7, дополнительный рычаг 12, одним своим концом шарнирно закрепленный на станине 6, а другим соединенный с нижним концом пружины 11, 42 4

Кроме того, устройство содержит возбудитель крутильных колебаний образца, средства регистрации этих колебаний (не показаны) и компенсатор осевых деформаций образца 2, включающий жесткий элемент 13, соединенный с пружиной 11 и верхней нитью 9, дополнительную пружину 14, связанную с уравновешивающим рычагом 7 и жестким элементом 13, упругий стержень 15, один конец которого шарнирно соединен с уравновешивающим рычагом 7, а другой связан с жест-! ким элемен том 1 3, нормаль но раз омк ну- . тые контакты 16 и 1 7, установленные на уравновешиваюшем рычаге 7, размешенный между ними контакт 18, установленный на упругом стержне 15, реверсивный двигатель 1 9, в цепь управления которого включены упомянутые контакты 1618, и закрепленную на валу двигателя

19 гибкую нить 20, соединяюшую его с уравновешивающим рычагом 7.

Для устранения затухания механичес ких колебаний при трении о воздух и коррозии образца при термообработке весь маятник помещен в герметичный вакуумированный корпус (не показан), который в то же время играет роль станины 6.

Уравновешиваюший рычаг 7 через сильфон

21 выходит из корпуса устройства.

Устройство работает следуюшим образом.

При удлинении по какой-либо причине образца 2 (повысилась тел пература, вставлен новый образец большей длины) жесткий элемент 13 поднимается, контакты 16 и 18 замыкают электрическую цепь двигателя 19, который, вращаясь, наматывает на вал нить 20 и тянет уравновешиваюший рычаг 7, пружина 14 растягивается и снова уравновешивает вес верхнего захвата 3 с рамкой 8, в результате чего нагрузка на образец 2 компенсируется.

При этом, в результате поворота уравноешиваюшего рычага 7 по часовой стрелке, контакты 16 и 18 размыкаются, враШение двигателя 1 9 прекращается. !!ри сокращении размеров образца 2 работа устройства аналогична. Теперь замыкаются контакты 17 и 18,в результате чего полярность напряжения, подаваемого на двигатель, меняется, последний врашается в обратную сторону, ослябпяя нить

20. Рычаг 7 поворачивается против часовой стрелки, и контакты 17 и 18 размыкаются. Таким образом, в течецие всего времени поддерживается близкая нулю предельная нагрузка на образце 2.

5 9457

Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить надежность и точность измерений на крути льном маятнике с механической подвеской, поскольку гарантирует устранение осеап нагрузок на образец и исключает его деформаци, Кроме того, значительно упрощается техника проведения испытаний, так как нет необходимости точного собпюдения дпи- ны образца. 10

Формула изобретения

Устройство для измерения внутре»»йего трения и модуля сдвига материапов, содержащее неподвижный нижний захват дпя крепления исследуемого образца, копебатепьную систему, вкпючающую верхний захват для крепления исследуемого.. об20 разца, связанную с верхним захватом траверсу с инерционным грузом, шарнирно закрепленный на станине уравновешивак ший рычаг, вертикальную рамку, закреп пенную на верхнем захвате так, что ее ось сим-2

2% метрии совпадает с осью захвата,две нити, одни концы которых закреплены на противоположных сторонах рамки по ее вертикапьной оси симметрии, пружину, один конец которой скреплен со свободным концом

30 нижней нити, а другой — с уравновешивающим рычагом, допопни тельный рычаг, одним своим концом шарнирно закреппенный

42 6 на станине, а другим соединенный с нижним концом пружин, возбудитепь крутипьных колебаний образца и средства pe».ac рации этих колебаний, о т л и ч а ю m е —е с я тем, что, с цепью повышения точности и надежности измерений путем устранения напряжений растяжения-сжатия в иоследуемо » образце, оно снабжено компенсатором осевых деформаций образца, вкпючаюпп»м жесткий элемент, соединенный с пружиной и верхней нитью, дополнительную пружину, связанную с уравновешивающим рычагом и жестким элементом,упругий стержень, один конец которого шарнирно соединен с уравновешивакипим рычагом, а другой связан с жестким элементом, нормапьно разомкнутые контакты, установленные на .уравновешивающем рычаге, размещенный между ними контакт, установпенный на упругом стержне реверсивный двигатепь, в цепь управления которого включены упомянутые контакты, и закрепленную на вапу двигателя гибкую нить, соединяюшую его с уравновешивающим рычагом.

- Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетепьство СССР

N 590646,кп. G 01 М 11/16, 1975;

2. Авторское свидетепьство СССР

N» 724975, кл. & Ol N Э/92, 1976 (прототип).. 045742

Составитель И. Ковтун

Редактор В. Лазаренко Техред Т.Фанта ° Корректор М. Шароши

Заказ 5320/62 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4