Колебательная система крутильного маятника для определения вязкоупругих свойств материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХОСЮФЪШеешРЕСПУБЛИК Е 01) А Звал С 01 И 3/3 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСИОВ ТВ СССР тотип ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ЫТ 19(54) (57) 1 . КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМАКРУТИЛЬНОГО МАЯТНИКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ поавт,св. У 1045070, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью повьипения точности измерений в широком интервале температур, она снабженаустановленным на станине механизмомфиксируемого поворота направляющихкачения вокруг оси зазкимов.1099236 2. Колебательная система по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что механизм поворота выполнен в виде червячной передачи, снабженной стопо 1Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, в частности к устройствам для определения вязкоупругнх свойств материалов, а именно к колебательным системам крутильных .маятников .По основному авт.св. 9 1045070 известна колебательная система крутильного маятника для определения вязко- упругих свойств материалов, содержащая станину, верхний зажим образца исследуемого материала, связанный с ним противовес, нижний зажим образца, инерционную деталь, рамку, соединенную с инерционной деталью, торсион, соединенный с инерционной деталью и рамкой, средства натяжения торсиона и направляющие качения с выборкой зазора, расположенные на верхней части станины, в которых установлен верхний зажим, выполненный с плоскими поверхностями контакта снаправляющими причем рамка соединена с нижним зажимом, нижний конец торсиона - с нижней частью станины, а верхний - со средней частью станины, выполненной в виде консоли, входящей в рамку, соединение рамки с инерционной деталью осуществлено с помощью переходного зажима, а направляющие качения выполнены в виде трех роликов два из которых контактируют с одной гранью зажима, а ось третьего ролика, контактирующего с противоположной гранью зажима, установлена на пружине, служащей для выборки зазоров в направляющих 1 . Известная колебательная система крутильного маятника не обеспечивает высокую точность определения вязко- упругих свойств материалов в широком интервале температур из-за закручивания образца вокруг оси зажимов за счет температурного перераспределения внутренних напряжений в материале. ром червячного колеса, а последнееустановлено на станине в подшипникекачения,2Целью изобретения является повышение точности измерений в широком интервале температур.Поставленная цель достигаетсятем, что колебательная система крутильного маятника для определениявязкоупругих свойств материаловснабжена установленными на станинемеханизмом фиксируемого поворота на 10 правляющих качения вокруг оси зажимов,Механизм поворота может быть вы,полнен в виде червячной передачи,снабженной стопором червячного колеса, а последнее установлено на станине в подшипнике качения.Наличие механизма фиксируемого поворота направляющих качения вокругоси зажимов позволяет определятьвязкоупругие свойства материалов вотсутствие сдвиговых напряжений притемпературном закручивании образца,что приводит к увеличению точностиизмерений,На чертеже представлена схема колебательной системы крутильного маятника для определения вязкоупругихсвойств материалов,Колебательная система содержитстанину 1, верхний зажим 2 образца 3исследуемого материала, связанный сним противовес 4, нижний зажим 5 образца 3, инерционную деталь 6, рамку 7, соединенную с инерционной деталью 6, торсион 8, соединенный с35инерционной деталью 6 и рамкой 7,средства натяжения торсиона (не показаны) и направляющие 9 качения с выборкой зазора, расположенные в верх 40ней части станины 1 в которых устаУновлен верхний зажим 2, выполненныйс плоскими поверхностями контактас направляющими 9, причем рамка 7соединена с нижним зажимом 5, нижний45конец торсиона 8 - с нижней частьюстанины 1, а верхний - со среднейчастью 10 станины 1, выполненной вЗаказ 4364/36 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 10992виде консоли, входящей в рамку 7, асоединение рамки 7 с инерционной деталью 6 осуществлено с помощью переходного зажима 11. Направляющие 9качения выполнены в виде трех роликов, два из которых контактируютс одной гранью зажима 2, а ось третьего ролика, контактирующего с проти. воположной гранью зажима 2, установлена на пружине 12, служащей длявыборки зазоров в направляющих 9.На станине 1 установлен механизмфиксируемого поворота направляющих 9качения вокруг оси зажимов 2 и 5,выполненный в виде червячной передачи, снабженной стопором 13 червячного колеса 14, которое установлено настанине 1 в подшипнике 15 качения.Колебательная система крутильногомаятника для определения вязкоупругих свойств материалов работает следующим образом,До закрепления образца 3 в зажимах 2 и 5 инерционная деталь 6, рамка 7 и зажим 5, закрепленные на растянутом торсионе 8, совершают свободные затухающие колебания около состояния покоя. Луч света от источника(например, лазера) (не показан) направляется на отражатель (не показан),закрепленный на зажиме 5, при этом30отраженный луч попадает на шкалу (непоказана), местоположение которогофиксируется. Состояние покоя отраженного луча на шкале характеризует механический "нуль" торсиона 8. Затемобразец 3 закрепляется в зажимах 2и 5, возбуждаются колебания и производится измерением вязкоупругихсвойств. Так как йспытания материалов 36 4проводятся в широком интервале температур, то при повышении или понижении температуры образца 3 происходит не только уплинение или укорачивание образца 3, что компенсируетсяпротивовесом 4, но и закручиваниеобразца 3 вокруг своей оси на некоторый угол (за счет перераспределениявнутренних напряжений в материале)относительно зажима 2. При этом механический "нуль" нарушается, что видно по смещению отраженного луча сзафиксированной точки на шкале. Вданном случае образец 3 оказываетсяв напряженном состоянии и колебаниябудут совершаться вокруг ложного "нуля",Разгрузка образца 3 осуществляется с помощью механизма фиксируемогоповорота направляющих 9 качения вокруг оси зажимов 2 и 5. Поворачиваяс помощью механизма поворота вокругсвоей оси зажим 2, разгружают образец 3, возвращая отраженный луч иколебательную систему в первоначальное состояние покоя, после чего фиксируют стопором 13 червячное колесо 14,Затем производится измерение вяэкоупругих свойств исследуемого образца,Использование изобретения позволитповысить точность определения вязкоупругих свойств материалов в широкоминтервале температур в результатеустранения погрешности, связанной сзакручиванием образца вокруг своейоси за счет перераспределения внутренних напряжений в материале исследуемого образца,