Способ определения динамических механических характеристик материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ю и 2 А 1 1)Ю СО 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВ ду механического эмерения осевых а образец, ампрмации и сдвиг фа напряжением и де стным формулам сный модуль нор (модуль растяже вынужм с часто" одвергаю колебанистоте осастоты н вых колеобходимы авляющих баний на я со евых к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Центральное конструкторскоебюро уникального приборостроенияНаучно-технического объединенияАН СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИА(57) Изобретение относится к испытательной технике и предназначенодля определения динамических механиИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения динамической механической анизотропии материалов и исследования условий ее развития при деформировании образцов материалов в области низких частот.Целью изобретения является попы" .шение достоверности определения динамических характеристик материалов за счет учета их аниэотропных свойств.Кольцеобразный образец материала, например полимерного, помещают в термокамеру и подвергают малоамплитудным осевым колебаниям низкой частоты,ческих характеристик материалов.Целью изобретения является повышен достоверности за счет учета влиянияанизотропных свойств материалов,Сущность способа измерения динамических механических характеристик материалов заключается в том, что образец кольцевой формы подвергают деформированию во взаимно ортогональных направлениях циклически изменяющимися осевой нагрузкой и крутящиммоментом при некратных соотношенияхчастот между ними и определяют зависимости модулей нормальной и касательной упругости от изменения амплитуды соответственно угловых и осевых деформаций образца при различных частотах их изменения и темпеурах. По этим зависимостям судят инамической механической анизо- С пии материалов. определяют амплиту напряжения путем и сил, действующих н литуду осевой дефо между механическим формацией. По изве определяют комплек мальной упругости сжатия).Далее образец и денным крутильным той, не кратной ча баний. Некратные ч для исключения вли высших гармоник осрезультаты измерений, Увеличивая и измеряя амплитуду угловых деформаций при непрерывном измерении осевых сил и деформаций, определяют зависимость модуля нормальной упругости от амплитуды угловых деформаций, частоты и температуры.Дпя чистоты эксперимента необходимо, чтобы осевые нагрузки не вносили 10 деструкции в динамическую ориентацию структур испытуемого образца под воздействием крутящего момента, т.е, амплитуда осевых напряжений должна быть много меньшей амплитуды напря жений, возникающих в образце под действием крутящего момента. При этом частоту осевых колебаний задают ниже, чем частоту крутильных колебаний, Испытания проводят при различной тем . пературе образца. Показатель анизотропии материала при сдвиге определяют как отношение модуля нормальной упругости, определенного при наличии крутильных колебаний, к модулю нор мальной упругости при их отсутствии в зависимости от относительной амплитуды сдвиговых деформаций образца, определяемой амплитудой угловых деформаций, а также частоты и темпера туры. Аналогично определяют зависимость модуля касательной упругости (модуля сдвига) от амплитуды осевых деформаций, частоты и температуры. При этом образец нагружают крутящим моментом с низкой частотой и малой амплитудой, определяют модуль касательной упругости при отсутствии осе вых нагрузок. Затем, прикладывая к образцу циклическую осевую нагрузку, постепенно увеличивают амплитуду осевых колебаний и определяют зависимость относительного модуля касатель ной упругости от относительной ампли-. туды осевых деформаций, а также частоты и температуры, те. показатель анизотропии материала при осевых деформациях. 50 1Для испытаний применяют образец кольцевой формы с толщиной стенок, Иного меньшей радиуса кольца, поскольку в этом случае с достаточной для 55 ,практики точностью можно пренебречь разностью скоростей между наружным и внутренним слоями образца материала.Изобретение позволяет исследовать механическую динамическую аниэотропию материалов, в частности полимерных, возникающую при их деформировании с различньпи скоростями. Результаты исследования могут быть использованы при разработке технологии изготовления деталей из материалов, обладающих самоармирующимися свойствами.Формула изобретенияСпособ определения динамических механических характеристик материалов, заключающийся в том, что ис" пытуемый образец нагружают при разных температурах и частотах осевыми нагрузками и крутящими моментами, измеряют амплитуды осевых и угловых деформаций образца и сдвигпо фазе между деформациями и соответствующими нагрузками и определяют комплексные модули нормальной и касательной упругости с учетом температуры, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности за счет учета влияния анизотропных свойств материалов, используют образцы кольцевой формы, осевые нагрузки и крутящие моменты прикладывают таким образом, что нх частоты не кратны друг другу, и в два этапа, на одном из которых нагружение осуществляют при постоянной амплитуде осевых деформаций и монотонно возрастающей амплитуде угловых деформаций, по которым определяют зависимость модуля нормальной упругости от амплитуды угловых деформаций, на другом этапе нагружение осуществляют при постоянной амплитуде угловых деформаций и монотонно. возрастающей амплитуде осевых деформаций, по которым определяют зависимость модуля касательной упругости от амплитуды осевых деформаций, и по зависимости этих модулей от амплитуд осевых и угловых деформаций определяют показатель анизотропии, по которому с учетом частоты и температуры судят о динамических механических характеристиках материала.