Изгибный маятник

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИКРЕСПУБЛИК ВО 1497504(51)4 С 01 И 1/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВйД":ТЕЛЬСТВУ л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Воронежский технологический институт(56) Авторское свидетельство СССР 9 819626, кл, С 01 И 1116, 1979.АсСа Меа 11 цг 81.са, 1969, чо 1,17, Р.1511-1515.(57) Изобретение может быть использовано для изучечия вязкоупругих свойств материзлов и влияния на эти свойства дефектов структуры. Цель изобретения состоит в повышении достоверности определения вязкоупругих характеристик материала, а также в Изобретение относится к технике определения физико-механических характеристик веществ путем измерения параметров свободных колебаний системы инерционная деталь - упругий элемент (исследуемый образец) и может быть применено в электронной, металлургической, химической и других отраслях промышленности для лабораторных исследований и заводских испытаний материалов на предприятиях-изготовителях и потребителях выпускаемой продукции,Цель изобретения - повышение достоверности определения вязкоупругих характеристик материала, а также расширении диапазона амплитуд колебаний образца. Изгибиый маятник содержит торсион, прикрепленный с одной стороны к вертикальной штанге, а с другой - к центру тяжести инерционной детали, к которой жестко прикреплен телескопический шток, передающий посредством подвижного зажима изгибные колебания образцу, второй конец которого зажат в неподвижном зажиме, жестко связанном со штангой, Горизонтальная составляющая силы натяжения торсиона, сжимающая образец, компенсируется силой электростатичес" кого притяжения между двумя экранами, выполненными в виде частей цилиндри. ческих поверхностей, концентричных с окружностью, по дуге которой движется центр тяжести инерционной детали. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. расширение диапазона амплитуд коле баний образца. ЧРасположение элементов колебатель- ф 3 ной системы позволяет возбуждать иэ- ( гибные колебания образца за счет дви- ф, жения подвижного зажима в горизонтальной плоскости по дуге окружности, не возбуждая, при этом, механических колебаний в поводке или торсионе как в известных устройствах. Это достигается тем, что поводок выполнен ввиде телескопического штока, соединяющего подвижной зажим с инерционнойдеталью и расположенного таким образом, на одной оси с образцом, аторсион совершает движение по поверхности конуса, радиус основания3 ц 9750которого совпадает с расстоянием ат101(и:3 скрепления непадП 1 ж 101 О з сжиглада центра тяжести инерционной детали Сахрсиепе геометрических размеров системы зри исследовании образцов различоц д:ипы дас.и ас;тся тем,чта шток выполнен в вде телескопического стержня. Возикспоцая при колебаниях горизонта ъпея состаиля 1 ощая0силы натяжения тарсиоа, сжимающая образец, компенсируется силой электростатического притяжения экраназ, Сила электростатического иритжепияинерционной Детазп к э(рану создается 15путем приложения к 1 им необходимойвеличины разности иатеициалап. Па 1 равлепие элект 1 сзстти(ской силывдоиь Оси: тачка .зае(1 езеил пспод -пижноГО зажима - етр тчс(1 ииер" 20циаииои де.а.и б.".с.ъ .(.(з .ем,чта внешний метая 11:.с(.1 акр; н, а/также экран, за кс.еиы 1 и, 1 СГ-.ционнои детали, имеют иц ас 1 ей ц 1 лидрическпх поверхностей кс 1,(итричных с окружностью, по ду е которойдвижется цс.нтр тяжести ииернопайде 1 азиза чеРтеке аедста сна зунп,альиая схема 1 редгаслого изгиб- ЗОнаго маятника.Из Ги бе 1 ый маятник содержит Упру Гийпп Ов адя щии тор сион 1 у р 113 ела 13 сзшивпощий Гес инерционной детази 2 в вертиказзьпо плоскости и закреплеицяи содной стороны иа вертикальной штанге3, а с другой - Ез центре,цискоабразиай инерционной детали 2, к которойГ, горизонтальной плоскости жесткорикреплен телес(опический шток Й,па 40другом ка 1 це которого находится подвкл(на;" зажим 5, исредаощий изгибиыеколебания образцу 6, второй конецобразц" крепится в неподвижам зажиме7, который жестко скреплен са штангой 3 коротким стержнем 8, цилиндрический экран 9, жестко связанный синерционной деталью и внешний экран10, датчик 1 перемещения источникпастояпнаГО нап 1 яжени 51 р падключенныи 4 Ос одной стороны и тсчке крепления тар сиона 1 к штанге 3, а с другой стороны к экрану 10. При необходимости электростатической изоляции образ-ца, вертикальная штанга 3 и телескопическии шток 4 изготавливаются издиэлектрического материала,.Устройство работает следующим образом,Исследуемый образец, имеющий некоторуо длину. за(репляется в зажимах 7 и 5 и далее с помощью телеско 1 ическога штокаустанавливаетсяра(.стояние ВО, определяемое по теореме Пифаора ВО = (Л 0 - АВ ) ,1/Между экранами 9 и 10 создается такая величина разности потенциалов спомощьо 1 сточника напряжения, которая создает (.илу электростатическогопритяжения детали 2 к экрану 10,уравновешиваощую горизонтальную составляющуо силы натяжения торсиана, Послеснятия начального отклоняющего усилия, создаваемого системой возбуждения колебания (не наказана), инер -цианная деталь 2 и шток 4 совершаютсвободные колебания в Горизонтальи(й итос(осте(оторые посредством1 одзижОГО 3 1 жима 5 передиОтся иссесуемому образцу б. Такем образом,образец 6 совершает свободные изгибиые колебаийя относительно неподвижного зажима 7, Механические колебания систелы с поглащ о датчика 11 перемецеця преобразуются в электрическиег а затем могут подаваться всистему Обработ(и еизфоргацие (не показанаа) .Использование предлагаемого устройства изгибного маятника позволяетизмерять точные значения логарифмического декремента затухания, амплитуды и частоты колебаний образца вусловиях изгибных колебаний последнего только в горизонтальной плоскости, что в отличие от известныхмаятников позволяет получать достоверные значения таких Физико-механических характеристик материала,как модуль Юнга, демпфирующая способность, концентрация дефектовструктуры и др, Кроме того, измерение реологических параметров материала возможно в диапазоне амплитудколебаний образца определяемом прочностью последнего на изгиб в атзплчие от известных устройств, ,где амплитуда конструктивно ограничена небольшими смещениями (1вблизи положения равновесия образца,Ф о р м у л а изобретения 1, Изгибный маятник, содержащий торсион, верхний конец которого закреплен неподвижно, а нижний прикреплен к инерционной детали, подвижньпл, связанный с инерционной деталью, и497504 6 зажимом посредством телескопического Составитель Ю,Никитин Редактор Ю,Середа Техред М,Ходанич Корректор М,ПожоЗаказ 4435/43 Тираж 789 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 неподвижный зажимы для образца, атакже датчик перемещения, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения достоверности определениявязкоупругих характеристик исследуемого материала, а также расширениядиапазона амплитуд колебаний образца, он снабжен устройством компенсации горизонтальной составляющейсилы натяжения торсиона, верхний конец которого прикреплен посредствомвертикально установленной штанги кнеподвижному зажиму для образца, анижний - к центру тяжести инерционной детали, соединенной с подвижным штока, расположенного в горизонтальной плоскости соосно с образцом, 52. Маятник по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что устройство компенсации горизонтальной составляющейсилы натяжения торсиона выполнено в виде двух электростатически взаимо действующих во время измерений экранов, концентричных с окружностью перемещения центра тяжести инерционной детали, прп этом, один иэ экранов жестко связан с инерционной деталью 15 с помощью штока, а другой установленнеподвижно.