Способ измерения констант упругости четвертого порядка

Союз Советских Социвлистицаских Республик(43) Опубликовано 05 Государственный номнтет Совета Мнннатров СССР оо делам нзооретеннй и открытнй) Авторы изобретени онюхов и ГМ. Шалашо дена Трудового Красного Знамениучно-исследовательский радиофизический инст 1) Заявитель) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНСТАНТ УПРУГОСТ ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКА ными колебаниями, возбуакустические волны, послизменение амплитуд вторрируемых акустическимиНедостагок известныхся в невысокой точностиупругости четвертого порсложности реализации,Цель изобретения - пизмерения констант упругпорядка среды,Способ касается техники исследованияи анализа материалов путем воздействияна них высокочастотными колебаниями ипредназначается для исследования прочностных и упругих свойств материалов, используемых в таких областях техники как,например, высокоскоростная техника, гденеобходимо учитывать нелинейные упругиесвойства материалов, характеризующиесяконстантами упругости третьего и четвертого порядков,Известен способ измерения константупругости четвертого порядка среды путемвоздействия на среду высокочастотнымиколебаниями и с ким давлением (растяжением) с последующим измерением изменения скорости акустической волны, возбужденной в среде высокочастотными колебаниями 1,Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемомуу результату является способ измерения констант упругости четвертого порядка, заключающийся в том, что на среду воздействуют немодулированными высокочастотсдающими в среде е чего измеряют ой гармоники, геневолнами в среде) 2 .способов заключаегизмерения констант ядка среды из-за вышение точностиости четслтого Поставленная цель достигается тем, чтов способе измерения констант упругости 15 четвертого порядка среды, одновременно снемодулированными высокочастотными колебаниями воздействуют амплитудно-модулированными высокочастотными колебаниями, после чего измеряют лндексы фазовой мор 0 дуляции акустических воли, возбужденных.немодулированными колебаниями и по измеренным индексам фазовой 1 лодупяции определяют константы упругости.На чертеже изображена блок- схема, пояс няющая предлагаемь 1 й способ измерения татичес О П И С А Н И Е оцв 717 з 2ИЗОБРЕТЕН ИЯХй 2 3 констант упругости четвертого пооядка среды вНа исследуемом образце укрепляют пьезоакустические преобразователи 1 и 2, расположенные под углом 8 друг к доугу, и пье зоакустический приемник 3, установленный на стороне образца, противоположной преобразователю 2. Преобразователь 1 подключают к генератору 4 высокочастотных электрических колебаний с частотой (амодули- Ы рованных по амплитуде с частотойл,Преобразователь 2 подключают к генератору 5 немодулированных высокочастотных электрических колебаний с частотой сд 2 Выход приемника 3 подключают к измери телю 6 индекса фазовой модуляции частоты Я,В основе предлагаемого способа лежит использование аффекта крос-модуляции при нелинейном взаимодействии акустических 20 волн, в результате чего в среде с кубической нелинейностью происходит переход амплитудной модуляции одного сигнала в фазовую модуляцию другого сигнала,Способ осуществляется, следующим об разом,На образец 7 при помощи преобразователей 1 и 2 одновременно воздействуют амплитудно-модулированными .колебаниями и немодулированными колебаниями, которые 30 генерируются генераторами 4 и 5, соответственно. При этом в образце 7 возбуждаются две акустические волны, одна из которых модулирована по амплитуде а другая - немодулирована. В результате взаимо-З 5 действия этих волн происходит переход амплитудной модуляции амплитудно-модулированной волны в фазовую модуляцию волны, немодулированной по амплитуде, и в образце 7 распространяется акустическая волна 40 частоты са модулированная по фазе с частотой Я, . Эту волну принимают приемником 3 и измерителем 6, который регистрирует величину индекса Лр фазовой модуляции волны. По индексу фаэовой моду- фф пяции ьф определяют эффективный коэффициентупругой кубической нелинейности среды, связанный с дследующим соотношением: ЯЯх/ 1 саад ф4- плотность исследуемого образгде 5ца 7,К - волновой вектор акустическойволны, модулированной по амплитуде,С - скорость волны, модулированной по амплитуде,а, - амплитуда волны, модулированной по амплитуде,е - глубина амплитудной модуляции,К - волновой вектор немодулированной волныС - скорость немодулированной волх - длина пути взаимодействия волны в образце 7.С другой стороны, коэффициент у представляет собой комбинацию независимых констант упругости четвертого порядка среды, характеризующих нелинейные упругие свойства исследуемого образца 7, Поэтому по значению у , определенному в результате измерения Лр , судят о нелинейных упругих свойствах образца 7.В тех случаях, когда необходимо определить все константы упругости 4-го порядка среды, проводят ряд независимых измерений ь. формула изобретения Способ измерения констант упругостичетвертого порядка среды, заключающийсяв том, что на среду воздействуют немодулированными высокочастотными колебаниями,возбуждающими в среде акустические вощаны,отличающийся тем,что,сцельюповышения точности измерения, на средуодновременно с немодулированными высокочастотными колебаниями воздействуютамплитудно-модулированными высокочастотными колебаниями, после чего измеряют индексы фазовой модуляции акустических волн,возбужденных немодулированными колебаниями и, по измеренным индексам фазовоймодуляции определяют константы упругости.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Сакоян С. С. Труды ВНИИфТРИ,вып. 5/35, 1971,2, Конюхов Б. А., Шалашов Г. М.Прикладная механика и техническая физика,АН СССР, 1974, Л 4, с, 125-132,Составитель Т. ГоловкинаРедактор В.,Пругова ТехредМ. Левицкая Корректор.А. ЛакидаЗаказ 3023/30 Тираж 1101 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., р. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4