Способ определения модулей упругости третьего порядка материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (111 О 14 С г СГл") РЕТЕНИЯТВУ ЬЫЫМ АВТОРСКОМУ С ЕЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЭИСАНИЕ ИЗ(71) Геологический институт ОрденаЛенина кольского филиала им, С.И.Кирова АН СССР(56) Коробов А.И; и др. Модули. упругости третьего порядка в кристаллеКДР. - Кристаллография, 1978, т, 23,вып. 3, с. 566-569,Бакулин В.Н., Протосеня А.Г. Оналичии нелинейных эффектов при распространении упругих волн в горныхпородах. ДАН СССР. 1982, т. 263, В 2, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОДУЛЕИ УПРУГОСТИ ТРЕТЬЕГО ПОРЯДКА МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к механическим испытаниям материалов и позволяет повысить точность определения модулей упругости третьего порядка материалов за счет учета физической нелинейности их изотермического деформирования. Способ предусматривает измерение плотности ма- , териала образца, возбуждение в образ це не менее трех упругих волн с различной поляризацией нлн направлением их распространения при нагружении образца и без нагрузки измерение скоростей распространения этих волн и параметра напряженно-деформированного состояния образца и вычисление по измеренным величинам искомых мо.Ф дулей. Согласно изобретению измеряют не напряжение, а деформацию образца. При возбуждении поперечных упругих волн плоскости их поляризациц должны ( быть взаимно ортогональны, 1 з.п. ф лыеМайИзобретение относится к механическим испытаниям материалов, а именно к способам определения модулей 25 Измеряют плотность з материала образца, возбуждают в образце не менее трех упругих волн с различной. поляризацией или направлением их распространения при нагружении образца одноосной или всесторонней нагрузкой и без нагрузки, измеряют скорости Чц распространения этих волн, относительную деформацию Ь щ материала образца и по измеренным величинам рассчитывают модули упругости ц ,ищтретьего порядка из соотношения 30 35 где Гц д - модули упругости второго порядка ненагруженного материала,- направление распростра-.,нения упругой волны;,3, щ = 1,2,3В случае, если две из трех возбуждаемых упругих волн поперечные, необходимо, чтобы плоскости их поляризации были взаимно ортогональны.П р и м е р. В образце гранита, имеющего форму цилиндра с высотой и диаметром 10 см, методом гидро- статического взвешивания измеряют 45 50 упругости третьего порядка материалов.Цель изобретения - повышение точ ности.Согласно изобретению в качестве параметра напряженно-деформированного состояния образца выбирают его деформацию, благодаря чему повышает ся точность определения модулей упругости третьего порядка материалов за счет учета физической нелинейности их изотермического деформирования.Кроме того, при возбуждении в ис следуемом образце поперечных упругих волн необходимо, чтобы плоскости их поляризаций были взаимно ортогональны. При этом измеряемые скорости этих волн будут независимыми инфор мативными параметрами деформационного состояния материала образца.Способ осуществляется следующим образом,плотность материала, которая составляет 2650 кг/м . Затем образецматериала исследуют с помощью ультразвуковой установки ДУК. В об -разце возбуждают и регистрируют продольные и поперечные волны (или,например, продольные и поверхностные), измеряют времена их распространения и по ним рассчитывают зна. -чения скоростей этих волн. Они составляют для продольной волны Чр == 3790 м/с, для поперечной Чь= 2630 м/с, По значениям скоростейрассчитывают величину модулей упругости второго порядка ненагруженногоматериала (Сц 1 =3,88 ф 10 Па и С=о1,87 10 Па) . Затем к образцу приклеивают две пары тензодатчиков,необходимых для последующего измерения деформаций гранита. Образецпомещают между плитами стандартногопресса, Между образцом и каждой изплит устанавливают жесткую матрицус расположенным внутри датчикомупругих волн. Образец нагружают, измеряя при этом величину деформацийгранита. Величина осевых деформацийсоставляет Ь =-84 10 , поперечных -Г = +1310. Затем измеряют скорость. распространения продольной вол ны в образце вдоль оси нагрузки, которая составляет /р = 4780 м/с. Внаправлении, перпендикулярном осинагрузки, размещают датчики поперечных волн и измеряют скорости распространения двух поперечных волн сортогональными плоскостями поляризации, совпадающей с осью нагрузки иперпендикулярной к ней. Они имеютзначения /= 3030 м/с и Ч= 2840 м/с. Измеренные величины подставляют в формулу (1) и получаютследующие значения модулей упругоститретьего порядка:Ск =-3 10 Па, Сц =-0,910 Па45, 4 Ъ Сц =-О, 610 Па.иФормула изобретения1. Способ определения модулей упругости третьего порядка материалов, по которому измеряют плотность материала образца, возбуждают в образце не менее трех упругих волн с различной поляризацией или направлением их распространения при нагружении образца,и без нагрузки, измеряют скорости распространения этих волн, па1244552 нальны. Составитель В.ПастушинРедактор М,Петрова Техред Н.Бонкало Корректор И.Муска Заказ 3908/46 Тираж 778 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 раметр напряженно-деформированногосостояния образца и по измереннымвеличинам рассчитывают модули упру-гости третьего порядка, о т л и -ч а ю.щ и й с я тем, что, с целью 5повышения точности, в качестве параметра напряженно-деформированного состояния образца измеряют его деформацию.2. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при возбуждении поперечных упругих волн плоскости их поляризации взаимно ортого