Способ определения модуля упругости материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 16891 51)4 С 01 К 3 32 ОМИТЕТ СССР НИЙ И ОТКРЫТ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 15356/2 .09.86 .08.88. В.Буйло ковлев 4.282:6Ферри меров.(21) 41 (22) 10 (46) 15 (75) С. и А.П.Я (53) 53 (56) Дж ва поли чен О. 178(088.8) Вязкоупруги ИЛ, 1963,войст 159. М. ПР следочносс больгольногоой подвух ку .т реН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ ГОСТИ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к ис ванию упругих свойств материало Цель изобретения - повышение то ти при исследовании материалов шим внутренним трением. Для это в образце в виде балки прямоуго поперечного сечения, образованн ложкой с нанесенными на нее с д противоположных сторон, перпенд лярных плоскости колебаний, сло исследуемого материала возбужда зонансные изгибные колебания и измеряют распределение амплитуды скорости на поверхности образца, Возбуждают резонансные изгибные колебания подложки, уровень которых устанавливают иэ условия равенства амплитуды деформации на поверхности подложки амппитуде деформаций на поверхности подложки при колебаниях образца, и измеряют распределение амплитуд деформации и скорости на поверхности подложки. Модуль упругости исследуемого материала рассчитывают по измеренным величинам с учетом плотностей исследуемого материала и подложки и толщин слоев материала и подложки. щс Расчетное соотношение получено из условия баланса потенциальной и кинетической энергий деформироеения. Это повышает точность определения модуля упругости за счет исключения влияния с внутреннего трения.Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов,а именно к способам определения модуля упругости материалов, преимущественно вибродемпфирующих покрытий.Цель изобретения - повышение точности при исследовании материаловс большим внутренним трением,Способ осуществляют следующим образом.Возбуждают изгибные резонансныеколебания в образце в виде балки прямоугольного сечения, образованнойподложкой с нанесенными на нее с двух 15противоположных сторон, перпендикулярных плоскости колебаний, слоямиисследуемого материала, измеряют распределение амплитуды скорости колебания образца, возбуждают изгиб 20ные резонансные колебания подложки,уровень которых устанавливают из условия равенства деформации на поверхности подложки амплитуде деформации на поверхности подложки при коле" 25баниях со слоями исследуемого материала, и измеряют распределение амплитуд деформации и скорости на поверхности подложки. Модуль Е упругости исследуемого материала определяютиз соотношения1уЬ(29"+1.) )- 2 чЬ 9 Й1Е-д ---Фс +2 г, /+4/3 с/3,йх где Ь - ширина образца;- плотности исследуемого мате )Рриала и подложки соответственно; 40 С,1 - толщина слоя исследуемогоматериала и подложки соответственно;ч ,ч - амплитуды скорости колебанийсоставного образца и подложки соответственно;" амплитуда деформации на поверхности покрытия;1 - длина образца.По данному способу модуль упругости материала определяют из условия баланса кинетической и потенциальной энергий, определенных по измеренным амплитудным значениям скорос" тей и деформаций.55При выводе соотношения для определения модуля упругости учитывается, что максимальная кинетическая энергия )1 составного образца равна: щ 1 чь(-с+цс)йх, (2)огде И, 1- максимальные кинетические энергии слоев исследуемого материала и подложки соответственно приколебаниях образца,а максимальная кинетическая энергия Юколебаний подложки без покрытия равнаи:Я цсЬах,(3)Огде ч - амплитудное значение скорости подложки, колеблющейся беэпокрытия,Принимается, что рассеяние энергии при колебаниях не влияет на формуколебаний. При условии равенства амплитуд деформаций на поверхности подложки со слоями исследуемого материала потенциальная энергия подложки вобразце равна потенциальной энергииподложки без покрытия.Амплитуду деформациина поверхности подложки при колебаниях образцаопределяют по результатам замера амплитуды деформации на поверхностиобразца(4) где " - амплитуда деформации на поиверхности образца.Так как при установившихся резонансных колебаниях максимальная кине" тическая энергия равна максимальной потенциальной энергии колебаний образца, то потенциальная энергия У, слоев исследуемого материала может быть выражена через значения кинетических энергий, определенных по замеренным значениям скоростей"и 1 и+1 (5) а также через значения деформаций Сг 4 з П =Е (с +2-д-+- ) Ьйх. 3 с ф о+2 - +- -ЫхПредлагаемый способ повышает точность исследования слоев с большим декрементом затухания, так как основан на условии баланса кинетической и потенциальной энергий колебаний1416891 и, таким образом, внутреннее трениематериала не влияет на определяемуювеличину модуля упругости. амплитуды скорости колебанийсоставного образца и подложкисоответственно;амплитуда деформации на поверхности подложки;длина образца. Составитель И.Ямщиков Редактор М.Петрова . Техред М.Ходанич Корректор О.КравцоваЗаказ 4060/42 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 формула изобретенияСпособ определения модуля упругости материалов, по которому возбуждают изгибные резонансные колебания образца в виде балки прямоугольного поперечного сечения, образованной подложкой с нанесенными на нее с двух противоположных сторон, перпендикулярных плоскостей колебаний, слоями исследуемого материала, определяют параметры колебаний образца, по которым определяют модуль упругости исследуемого материала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности при исследовании материалов с большим внутренним трением, возбуждают изгибные резонансные колебания подложки, уровень возбуждения образца и подложки устанавливают из условия равенства амплитуд деформаций на 26 поверхности подложки со слоями исследуемого материала и без них, измеряют распределение по длине амплитуды деформации на поверхности подложки и распределение по длине амплитуд ско" рости колебаний образца и подложки, а модуль Е упругости определяют из соотношенияч(х) Ъ(уй+аС)- ут(х)Ърсйх Е --------УГе+2 /с+4/3 с/е 3(х)дх где Ъ - ширина образца;у,- плотности исследуемого материала и материала подложки соответственно;С,1 - толщина слоя исследуемого материала и подложки соответственно;