Устройство для определения вязкоупругиххарактеристик твердых материалов

Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ851193(51) М. Кл.з б 01 М 11/16 Гооуаарстеенлый комитет Опубликовано 30.07.81. Бюллетень28Дата опубликования описания 05.08.81 до делан изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вязкоупругих характеристик материалов, в частности модуля упругости, а также тангенса угла потерь вязкоупругого материала.Известно устройство, содержащее систему, вносящую импульсное возмущение, и систему измерения и записи деформации образца, Образец выполнен в виде бипластины из исследуемого материала и металла. По записи затухающих колебаний деформации образца определяют частоту и логарифмический декремент колебаний, а затем по формулам определяют упругий модуль и тангенс угла потерь материала 1.Однако это устройство имеет недостаток, связанный с трудностью проведения точных измерений на одном образце в широком диапазоне частот и невозможностью проведения измерений на образце в напряженном состоянии.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее узел для крепления исследуемого образца, систему возбуждения периодических колебаний жидкости в образце, выполненную в виде поршневого пульсатора с приводом, систему регистрации колебаний в образце и систему регистрации хода поршня пульсатора. Исследуются образцы, выполненные в виде отрезка трубы с герметичными заглушками.Вязкоупругие характеристики материала определяются по частотным характеристикам образца, заполненного жидкостью 12.Недостатки данного устройства состоятв сложности оборудования для возбуждения периодических колебаний жидкости в широ 1 О ком диапазоне частот и сложности обработки получаемых на установке частотных характеристик, что, в свою очередь, приводит к понижению точности измерений.Цель изобретения - повышение точности измерений вязкоупругих характеристик 15 твердых материалов.Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее узел для крепления исследуемого образца, выполненного в виде отрезка трубы с герметичными заглушками, систему возбуждения и систему регистра В ции колебаний в образце, дополнительноснабжено подвижной опорой, выполненной с возможностью скольжения в вертикальных направляющих, и ударной плитой, причемисследуемый образец помещен на подвижную опору, а вертикальные направляющиежестко закреплены на ударной плите,На чертеже схематически представленопредлагаемое устройство.Устройство включает манометр 1, штуцер 2 наддува, верхнюю заглушку 3, направляющие 4, уровнемер 5, отрезок трубы 6из исследуемого материала, тензодатчик 7,динамический датчик 8 давления, систему 9регистрации переменной деформации стенкитрубы, систему 10 регистрации переменногодавления, подвижную опору 11, линию 12заправки трубы жидкостью, ударную плиту13, нижнюю заглушку 14, фиксатор 15, кран16 уровнемера и заправочный кран 17.Устройство работает следующим образом.Отрезок трубы 6 из исследуемого материала, заглушенный с двух концов, с подключенным в нижней части динамическимдатчиком 8 давления или тензодатчиком 7устанавливают на подвижную опору 11, которую поднимают над ударной плитой 13и фиксируют над ней фиксатором 15. Затемтрубу заливают водой, уровень которой втрубопроводе замеряют по уров немеру 5,и закрывают краны 16 и 17. Через штуцер 2наддува, расположенный в верхней заглушке 3, наддувают трубопровод газом до необходимого давления, фиксируемого манометром 1. Затем убирают фиксатор 15, и трубана подвижной опоре под действием силытяжести движется по направляющим 4 вниз зодо упора в ударную плиту 13. В момент остановки в трубе возникает гидроудар, заставляющий жидкость в трубопроводе испытывать свободные затухающие колебания,которые с помощью динамического датчика 8давления или тензодатчика 7 регистрируют- З 5ся системой 9 регистрации переменной деформации стенки трубы или системой 10регистрации переменного давления, По записи затухающих колебаний определяют, собственную частоту колебаний, логариф 40 мический декремент, упругий модуль и тангенс угла потерь материала.Для получения зависимости вязкоупругих характеристик от частоты испытания проводят при разных уровнях заливки трубы водой, при этом собственная частота трубы меняется. Для получения зависимости вязкоупругих характеристик от напряженного состояния материала испытания проводят при различных давлениях наддува трубопровода.Предлагаемое устройство имеет лучшие по сравнению с известными устройствами технические характеристики, высокую точность измерения и более широкую область применения при более простом аппаратурном оформлении.Формула изобретенияУстройство для определения вязкоупругих характеристик твердых материалов, содержащее узел для крепления исследуемого образца, выполненного в виде отрезка трубы с герметичными заглушками, систему возбуждения и систему регистрации колебаний в образце, отличающеюся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно дополнительно снабжено подвижной опорой, выполненной с возможностью скольжения в вертикальных направляющих, и ударной плитой, причем исследуемый образец помещен на подвижную опору, а вертикальные направляющие жестко закреплены на ударной . плите.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Ферри Дж, Вязкоупругие свойства полимеров. М., Изд-во иностранной литературы, 1963, с. 155 - 156.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Юо 2742398 /18-25, кл. б 01 М 1/16, 1979.едактаказ ешетни ктор Гсное ного ком итеений и откРаушскаяУжгород, ул И. МихееваО/59ВНИИПпо113035, МФилиал ППП Состав Техред А Тираж 9 Государствен лам изобрет ква, Ж - 35,Патент, г.