Устройство для определения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях

Устройство для определения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ я998917

Союз Советских

Социалистических

Республнн (61) Дополнительное к авт. свид-вуРЦМ К з (22) Заявлено 17. 11. 81 (21) 3358700/25-28 с присоединением заявки ¹G 01 И 3/32

G 01 и 11/16

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 23.02.83 Бюллетень № 7

РЙУДК 620 .178. .311.6(088.8) Дата опубликования описания 23.02.83

В.A. Гречишкин, М.М. Бондарев, Л.А. Кваяаза и В.Г. Шаталов ) „„-,.-,;„:.:„;й,-;;.

Ъ

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ

ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ ПРИ КРУТИЛЬНЫХ .

И ИЭГИБНЫХ КОЛЕБАНИЯХ

Изобретение относится к технике определения механических свойств, в частности к устройствам для определения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгиб ных колебаниях.

Известны устройства для определения вязкоупругих характеристик материалов прн крутильных колебаниях, содержащие вертикальный крутильный маятник, включающий подвешенную на вертикальном. торсионе инерционную массу и жестко связанный с ней верхний зажим образца, йижний зажим образца и средства возбуждения и регистрации колебаний. В этих устройствах нижний зажим жестко закреплен на станине устройства (1).

Однако зти устройства позволяют определять вяэкоупругие характеристики материалов только при крутиль ных колебаниях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому. результату является устройство для определения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях, содержащее вертикальный крутильный маятник, включающий подвешенную на вертикальном

I торсионе инерционную массу и жестко связанный с ней верхнйй зажим образ.ца, нижний зажим образца, поводок и средства возбуждения и регистрации колебаний (2 .

В известном устройстве нижний зажим образца выполнен поворотньик, а с инерционной массой жестко связан

1() поводок с зажимом, который при повороте нижнего зажима устройства на

90 служит для закрепления верхнего конца исследуемого образца матЕриала.

Это устройство позволяет определять вязкоупругие характеристики материалов как при крутильных, так и изгибных колебаниях.

Однако известное устройство имеет тот недостаток, что при проведе- .

2п нии исследования вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях требуется значительное время при переходе от исследования при крутильных колебаниях к.исследованиям при иэгибных колебаниях, поскольку приходится верхний конец исследуемого образца материала освобождать от верхнего зажима и закреплять в зажиме поводка.

Процесс перенастройки особенно увеЗО личивает время проведения исследо998917 вания, когда испытания проводятся при высоких и низких температурах.

Цель изобретения - ускорение испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения вяэкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебани- ях, содержащее вертикальный маятник, включающий подвешенную на вертикальйом торсионе инерционную массу и жестко связанный с ней верхний зажим.образца, нижний зажим образца, поводок и средства возбуждения и регистрации колебаний, снабжено горизонтальным крутильным маятником со средствами возбуждения и регистрации его колебаний, инерционная масса которого посредством поводка связана с нижним зажимом образца, и двухпозиционным арреткром, содержащим два 20 фиксатора, один из которых служит для фиксации инерционной массы вертикально крутильного маятника, а другой — инерционной массы горизонтального крутильного маятника, и привод- 25 иой элемент, связанный с фиксаторами передачей, обеспечивающей возможность одновременного перемещения фиксаторов для арретирования инерционной массы одного маятника и разар- 30 ретирования инерционной массы другого.

Благодаря такому выполнению устройства сокращается время перехода исследований„ поскольку положение 35 образца не изменяется, а перенастройка обеспечивается одновременным арретированием инерционной массы одного иэ маятников и разарретированием инерционной массы другого. 40

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство, продольный разрез..

Устройство содержит вертикальный крутильный маятник, включающий -под- 45 вешенную на вертикальном торсионе 1 инерционную массу 2 и жестко связанный с ней через рамку 3 и стержень 4 верхний зажим 5 образца б. Другой конец образца б закреплен в нижнем зажиме 7. Возбуждение колебаний инерционной массы 2 осуществляется возбудителями 8 и 9, а регистрация колебаний — фотоэлектрическим преобразователем (не показан).

Устройство содержит также горизонтальный крутильный маятник, включающий горизонтальный торсион 10, установленную на игле 11 инерционную массу 12 с балансиром 13. С инерционной массой 12 жестко связан поводок 60

14, второй конец которого соединен с нижним зажимом 7 образца 6.

Возбуждение колебаний инерционной массы 12 осуществляется возбудителем 15 колебаний, а регистрация — 65 фотоэлектрическим преобразователем, включающим источник 16 излучения, оптические шторки 17, 18 и фотоприемник 19, и блоком 20 обработки информации. Устройство снабжено двухпоэиционным арретиром, содержащим фиксатор 21 для фиксации инерционной массы 2 вертикального крутильного маятника, фиксатор 22 для фиксации инерционной массы 12 горизонтального круткльного маятника и приводной элемент, например реверсивный электродвигатель (не показан), связанный с фиксатором 21 и 22 зубчатофеечной передачей, включающей зубчатое колесо 23, установленное на валу реверсивного электродвигателя, и рейки 24 и 25, находящиеся в зацеплении с упомянутым зубчатым колесом с двух сторон. Исследуемый образец б помещен в термокриокамеру

26, в которой температура регулируется и поддерживается в широких пределах.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на реверсивный Электродвигатель зубчатое колесо 23 с небольшой угловой скоростью начинает вращаться, при этом рейка 24 начинает перемещаться вверх, жестко фиксируя фиксатором 21 инерционную массу 2 вертикального крутильного маятника. Одновременно рейка 25 опускается, освобождая от фиксатора 22 инерционную массу 12 горизонтального крутильного маятника.

Таким образом зажим 5 становится для образца б неподвижным, а зажим

7. - подвижным.

После снятия крутящего момента, создаваемого возбудителем 15 колебаний, горизонтальный крутильный маятник совершает затухающие колебания, а вместе с ннм колеблется поводок 14 с нижним зажимоМ 7 образца 6, сообщая последнему изгибные колебания.

Крутильные колебания инерционной массы 12 преобразуются в электрические сигналы фотоэлектрическим преобразователем и поступают в блок 20 обработки информации, где производится измерение и индикация логарифмического декремента и периода свободных колебаний, по которым рассчитываются характеристики исследуемого материала.

Сообщение образцу крутильных колебаний производится в следующем порядке. При реверсе электродвигателя зубчатое колесо 23 перемещает рейку 24 вниз, а рейку 25 — вверх, осуществляя фиксацию инерционной массы 12 горизонтального маятника круткльиых колебаний и разарретирование инерционной массы 2 вертикального круткльного маятника. При этом эа998917 жим 7 для образца 6 становится неподвижным, а зажим 5 — подвижным.

После снятия крутящего момента, соз даваемого возбудителями 8 н 9, инерционная масса 2 совершает крутильные колебания, сообщая их через стержень 4 с зажимом 5 исследуемому образцу 6.

Использование изобретения позволяет сократить время испытаний за счет исключения операций, связанных с о перезакреплением испытуемого образца.

Формула изобретения

Устройство для определения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях, содержащее вертикальный крутильный маятник, включающий подвешенную на вертикальном торсионе инерционную массу и жестко связанный с . ней верхний зажим образца, нижний зажим образца, поводок и средства возбуждения и регистрации колеба- 25 ний, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения испытаний, оно снабжено горизонтальным крутильным маятником co средствами возбуждения и регистрации его колебаний, инерционная масса которого посредством поводка связана с нижним зажи-. мом образца, и двухпозиционным арретиром, содержащим два фиксатора, один из которых служит для фиксации инерционной массы вертикального крутильного маятника, а другой — инерционной массы горизонтального крутильного маятника, и приводной элемент, связанный с фиксаторами пере дачей, обеспечивающей воэможность одновременного перемещения фиксаторов для арретирования инерционной массы одного маятника и раэарретирования инерционной массы другог

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

789701, кл, С 01 и 11/16, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 819626, кл. G 01 и 11/16, 1980 (прототип).

998917

Составитель В. Тарасов

Техред A.Áàáèíåö Корректор В, Бутяга

Редактор В. Лазаренко

Заказ 1143/65 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеиий и открытий

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

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