Способ определения механических характеристик изделий

(51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ домственныи инсикации руководяспециалистов В.А,Ю бо и В.Авскии расиль льство СССР9/00, 1971.ру И. Неразрушаюбетонов, - М.; Строй 00 ОО ние точности,Поставленная цель д дополнительно измеряю раза амплитуду резонанс меряют при этом частот са, определяют оазнос резонанса при малой ам и используют ее при по остигается тем. ч т не менее чем д ных колебаний. и у второго резона ть частот перво плитуде коебантроении ггадуир т нго ий ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ(71) Центральный межтитут повышения квалщих работниковстроительства(56) Авторское свидете1 Ф 295080, кл, б 01 М 2Джона Рфэкэощие методы испытанииздат, 1974, с. 7-50. Изобретение относится к испытаниямразличных материалов и элементов конструкций, в частности, к способам определения прочности арматурных сталей, бетона идр,материалов.Известен способ контроля механических характеристик, а именно, прочностныхсвойств строительных материалов, заключающийся в измерении скорости ультразвукана двух различных частотах, определениеразности измеренных значений скоростей иопределении прочности бетона с учетом измеренной разности скоростей, Недостаткомспособа является его невысокая точность,т,к, фактически он сводится к контролюпрочности по коэффициенту затухания ультразвука и не учитывает нелинейные свойства контролируемого изделия,Наиболее близким к предлагаемому является способ акустического контроля материалов, включающий возбуждение 22 1770889 А 1(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области испытаний различных материалов и элементов конструкций, в частности к способам определения прочности арматурных сталей, бетона и др. материалов. Целью изобретения является повышение точности. Сущность изобретения состоит в том, что измеряют частоту резонансных колебаний при малой амплитуде колебаний, изменяют не менее чем в два раза амплитуду резонансных колебаний, измеряют при этом частоту второго резонанса, определяют разность частот первого и второго резонансов и используют ее при построении градуировочной зависимости и определении механических характеристик изделий. 1 ил. колебаний изделия, измерение резонансных частот колебаний, по которым рассчитывают механические характеристики изделия, например, модуля Юнга материала изделия, Недостатком способа является невысокая точность измерения, например, прочностных свойств изделия. т.к. они определяются с учетом только линейных модулей упругости материала и при равенстве последних не позволяют разделить материалы с различными параметрами нелинейности деформирования,Целью изобретения является повыше 1770889вочной зависимости для определения механических характеристик изделий.Отличительным признаком технического решения является использование в качестве измеряемого параметра изменения резонансных частот колебаний иэделий при изменении их амплитуды.Указанное отличие приводит к повышению точности определения механических характеристик контролируемого изделия, т.к:. изменение частоты резонансных колебайий при изменении их амплитуды обусловлено нелинейностью деформирования материала изделия, связано с его структурой и позволяет разделить по прочностным свойствам материалы, линейные модули которых (например, модуль Юнга) могут быть одинаковыми,На чертеже приведена блок-схема устройства для реализации предложенного способа.Устройство состоит из генератора регулируемой амплитуды 1, соединенного с акустическим излучателем 2, который установлен на поверхности контролируемого изделия 3. На противоположной грани изделия установлен приемный акустический преобразователь 4, сигнал с которого подается на регистрирующий прибор 5, позволяющий измерять частоту и амплитуду колебаний контролируемого изделия.Измерения могут быть проведены на образцах любых твердых тел, При этом образцы изделия, используемые для установления на подготовительной стадии градуировочной зависимости, и контролируемые иэделия должны иметь одинаковую геометрию для того, чтобы измерения проводились на одинаковых модах колебаний,П р и м е р. Измерения проводились на элементах арматурного каркаса для железобетонных колонн жилых и общественных зданий, На торцовые поверхности образцов из арматурных сталей классов А 1, А 1 и А 11 размером в сечении = 1200 мм и длиной 400 мм приклеивались ультразвуковые преобразователи. С помощью генератора 1 ультразвуковой частоты в образце возбуждалась продольная стоячая волна, амплитуда которой регистрировалась приемником 4 и визуально наблюдалась с помощью осциллографа 5. Резонансная частота измерялась с помощью частотомера.Изменением частоты устанавливали максимальную амплитуду колебаний. Затем изменяли в 10 раз напряжение на излучающем преобразователе и вновь подстройкой частоты генератора устанавливали максимальнуюю амплитуду колебаний. Определяли изменение резонансной частоты Л 1 по формуле5Ь= мин - 1 максгде 1 мин, 1 макс - резонансная частота при соответственно минимальном и максималь ном напряжении на излучателе.Затем образцы испытывались на разрывной машине для определения прочности на растяжение.Результаты измерений и испытаний 15 приведены в табл. 1.По результатам табл, 1 была полученаметодом наименьших квадратов градуировочная зависимость20 Я=921,5-5,828 Л 1,При относительной погрешности измерений Яф =4,5 ф ,Полученная зависимость была исполь зована для определения прочности на разрыв других однотипных деталей.Результаты приведены в табл. 2.Среднеквадратичное отклонение непревышало 10 МПа, что позволило не только 30 разделить испытанную арматуру по классам, но определить механические характеристики конкретного изделия с достаточно для практики точностью беэ его механического испытания.35Формула изобретенияСпособ определения механических характеристик иэделий. заключающийся в 40 том, что в контролируемом изделии или образце изделия возбуждают резонансные колебания, измеряют параметры этих колебаний, подвергают его механическому воздействию, снимают градуировочную за висимость и определяют механические характеристики изделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, на каждом изделии или образце до механических испытаний изменяют не менее, чем в 50 два раза амплитуду резонансных колебаний, измеряют при этом частоту второго резонанса, определяют разность частот первого и второго резонансов, и используют ее при построении градуировочнои зависи мости и определении механических характеристик изделий,1770889 Таблица 1 Таблица 2 Составитель И.ШкольникТехред М. Моргентал Корректор М,Керецм актор Т.Иванов аказ 3739 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Г а,10