Способ определения модуля нормальной упругости и модуля сдвига материала

Е 9) 80 Н 1): А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗСЮО 01 3 32 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОЛИСАНК АВ ЗОБРЕТЕНИТЕЛЬСТВУ ТОРСНО(21) 3407559/25-28 ГА МАТЕРИАЛА, эаключаюшийся в том, (22) 11,03.82 что в образце материала возбуждают (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 . резонансные колебания по основной (72) Г.Л. Штейнберг, Л,И. Дехтярь и высшей формам колебаний, измеряют и А.Ш, Клейман .собственные частоты этих колебаний (71) Кишиневский сельскохозяйствен- и по ним вычисляют искомые модули, ный институт им. М.В, фрунзе : :.о т л и ч а ю ц и й с я тем, что, (53) 620.178.311.4(088.8) с целью использования его для иссле- (56) 1. Автооское свидетельство СССР дования иэотропного.материала, ис+ Р 697874, кл. 0 01 И 3/32, 1978, . : пользуют образец в виде стержня2, Авторское свидетельство СССР квадратного сечения и возбуждаютпо заявке В 3298581/25-28, . крутильные колебания, при этом крукл, а 01 .М 3/32, 1981 (прототип); тильные колебания по .высшей формевозбуждают на наименьшей частоте, (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ . при которой происходит депланация НОРМАЛЬНОЙ УПРУГОСТИ И МОДУЛЯ СДВИ-. . попеРечного сечения образца.,IФилиал ППП "ПатЕнт", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материала,а именно к способам определениямодуля нормальной упругости и модулясдвига материала.Известен способ определенияупругих свойств ортотропного материала, заключающийся в том, что испы-тывают два кольцевых образца, измеряют собственные частоты первоготока изгибно-крутильных колебаний 10в плоскости кольцевого образца исобственные частоты первого тока изгибных колебаний в плоскости кольца и по результатам измерений вычисляют две упругие постоянные матери .ала в двух взаимно перпендикулярныхплоскостях сечений образца 1 .Недостаток известного способа - ,его трудоемкость, связанная с испы- . .танием двух образцов. 20Наиболее близким к предлагаемому. по технической сущности и достигаемому результату, является способ определения модуля нормальной упругости:и модуля сдвига материала, заклю-. 25 чающийся в том., что в образце материала возбуждают резонансные колебания по основной и высшей форме коле баний, измеряют собственные частоты этих колебаний и но ним вычисляют искомые модули. Согласно известному способу используют кольцевой образец, возбуждают изгибные колебания и определяют модуль нормальной упругости в тангенциальном направлении и модуль , сдвига в плоскости сечения кольца(2 МОднако известный способ пригоден только"для исследования ортотропных материалов и не может быть использоаан для исследования изотропного материала, поскольку возбуждение из гибнйх колебаний изотропного образца на двух различных частотах позволяет определить лишь одну упругую постоянную материала. Преимуществом этого способа является возмож.ность определения модуля нормальной упругости:и .модуля сдвига на одном образце при одном виде колебаний.Цель изобретения - обеспечение возможности использования способа для исследования изотропного материала.Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения модуля нормальной упругости и модуля сдвига материала, заключающемуся 55 в том, что в образце материала воэбухсдают резонансные колебания по основиой и высшей формам колебаний, измеряют собственные частоты этих колебаний и по ним вычисляют иско мые модули, используют образец в виде стержня квадратного сечения и возбуждают крутильные колебания, при этом крутильные колебания по высшей форме возбуждают на наименьшей частоте, при которой происходит депланация поперечного .сечения образца.Способ осуществляют следующим об- разом.Образец в виде стержня квадратного сечения закрепляют на установке для вбэбуждения крутильных колебаний, содержащей излучающий пьезопреобраэователь для возбуждения колебаний и приемный преобразователь для измерения частоты образца. В образце возбуждают крутильные колебания, постепенно увеличивают частоту колебаний, при этом с помощью автоматической регулировки усиления поддержизают постоянной амплитуду излучающего сигнала на всех частотах, и определяют частотуосновной формы колебаний, при которой сохраняется форма поперечного сечения образца. Затем увеличивают частоту возбуждения колебаний и определяют резонансную частоту Х колебаний, при которой происходит депланация, т.е, искажение формы поперечного сечения образца. Выбор наименьшего значения Г частоты колебаний, при которой происходит депланация поперечного .сечения образца и ее опознавание в частотном. спектре, осуществляют с помощью,приемного преобразователя. Затем по измерению значениям собственных частот вычисляют модуль нормальной упругости и модуль сдвига по формулам О = 4,08 10 р. 1/а2 4 к (1-к 1,)+к -1 Е. П,апи.,;, - у 1 где р - вес образца;Х и а - длина и сторона сечения образца; Достигаемая при использовании изобретения возможность определения модулей нормальной упругости и сдвига изотропного материала на одном образце при одном виде колебаний позволяет сократить время испытаний, так как обычно укаэанные модули изотропного материала определяются при двух испытаниях - при крутильных и изгибных (или продольных) колебаниях.