Способ определения коэффициента гистерезисных потерь материала при качении

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ т( АТОСИОМУ СИМЛСТУ и 917070 Союз Советск нхСоцнаякстнчвскниРесяубяшк"2 01 М 19/О Ьеуларстаюай вцевтет СССР ю авмк темрете н еткрнтввОвублнковано 30.03.82. Бюллетень ЭВ 12 53) У 0,178 88.8) Дата опублнковання опнсання О. 03 82 Маркачев,Ф 2) Авторы изобретения Измайлов, О,В, Карагиоэ, В. О.В, Петров и А.А. Силин 71) Заявя(4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИИИЕНТ ГИСТЕРЮЗИСНЫХ ПОТЕРЬ МАТЕРИАЛА ПРИ КАЧЕНИИ Изобретение относится к технике определения Физико-механических свойств материалов и, в частности коэффициента гистерезисных потерь материала при качении.Известен способ определения коэффициента гистереэисных потерь материала при качении, заключающийся в том, что сопрягают плоскую рабочую поверхность образца с опорам физи ческого маятника, выполненными в виде тел качения, размещают образец с маятником в контролируемой атмосфере, маятнику задают начальную ам" плитуду колебаний, обеспечивающую пе рекатывание его опор по поверхности образца, регистрируют амплитуды затухающих колебаний маятника в режи". ме его перекатывания, а также размеры площадки контакта между опорами маятника и поверхностью образца, по которым определяют коэффициент гистереэисных потерь материала образца 1,13. Известный способ обладает невысокой точностью из-эа того, чтопроцесс затухания колебаний маятника, помимо потерь на гистерезис %в материале образца, обусловленналичием на его поверхности загрязняющих пленок, которые вносят существенный вклад в процесс диссипа"ции энергии. Кроме того нахарактфтер процесса затухания колебаний, маятника оказывает влияние вязкоетрение о воздух. Весьма широкийдиапазон амплитуд колебаний маятника, используемый в. известном способе, вносит погрешность в изме.ряемую величину вследствие широкого диапазона скоростей качения икак результат этого - больших потерь на вязкое трение в тонкихповерхностных пленках. Начальнуюамплитуду колебаний маятника задают произвольноЦель изобретения - повышение точности измерений.а/й = маят рами ффиматери ответного л ственн рами 5 3 91Поставленная цель достигаетсяблагодаря тому, что начальную амплитуду колебаний маятника Ко выбирают иэ условия Ю, о2,5 б/Р,где а - радиус площадки контакта,й - радиус опор маятника, а в качестве контролируемой атмосферы используют вакуум.На фиг. 1 изображено устройстводля реализации предлагаемого способа, общий вид; на Фиг. 2 - то же,вид сверху.Устройство содержит вакуумную, камеру 1, в которой на кронштейне2 закреплены образцы 3. Физическиймаятник 4 своими опорами 5, выполненными в виде тел качения (изображены 2 сферические опоры; в случаецилийдрической формы используетсяодна опора), опирается на плоскуюрабочую поверхность образца 3. Устройство оснащено соленоидом 6, предназначенным для задания физическомумаятнику 4 начальной амплитуды колебаний, и блоком измерения затухающих амплитуд колебаний маятника,состоящим из флажка 7, установленного на маятнике 4, фотодиодов 8 исветодиодов 9, установленных на камере 1.Способ реализуется следующим обра. зом,Перед началом измерений .опоры 5(предпочтительной Формой опор 5 является сферическая) и плоскую рабочуюповерхность образца 3 обезжиривают,после чего физический маятник 4 устанавливают опорами 5 на плоскую рабочую поверхность образца 3. Из ка"меры 1 с помощью вакуумных насосовоткачивают воздух до давления вней порядка 10Па.Определяют отношение радиуса площадки контакта а между опорами 5 иповерхностью образца 3 к радиусу Йопор 5 по формуле е М - масса физическо ка 4 вместе с о Е и 11 - модуль Юнга и к циент Пуанссона ла образца 3, с ственно; д - ускорение свобо дения. Для обеспечения преимуще ругого контакта между опо7070Фи образцом 3 целесообразно при выборе массы И маятника использоватьследующее соотйошение;И = КК,где К = 2 104 кгмдля упругих материалов и К = 1 О кгмдля вязкоупругих материалов.С помощью соленоида 6 маятнику4 задают начальную амплитуду колеба 1 Оний 4,о близкую к значению О - 2,5 б/:Посредством блока измерения затухающих колебаний маятника регистрируют его свободные колебания от амплитуды со до амплитуды А= 2 а/й,соответствующей концу линейногоучастка кривой затухания.Значение коэффициента гистереэисных потерь С материала образца 3 определяют по формулего8 у (со сп - созсо )3 иа 1 со с)где Я - расстояние от центра массмаятника 4 до оси вращег 5ния;- конечная амплитуда колебаний маятника после совершения им п полных колебаний.К пользование предлагаемого способа повышает достоверность и воспроизводимость результатов измеренийтрения качения и коэффициента гистерезисных потерь в испытуемом материале.35 Формула изобретения Способ определения коэффициентагистерезисных потерь материала прикачении, заключающийся в том, что аосопрягают плоскую рабочую поверхность образца с опорами физическогомаятника, выполненными в виде телкачения, размещают образец с маятником в контролируемой атмосфере, 45маятнику зад 4 ют начальную амплитудуколебаний, обеспечивающую перекатывание его опор по поверхности образца, регистрируют амплитуды затухающих колебаний маятника в режиме его 5 О перекатывания и размеры площадкиконтакта между опорами маятника иповерхностью образца, по которымопределяют коэффициент гистерезисных потерь материала образца, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности, начальнуюамплитуду колебаний маятника АО выбирают из условия 4,О 4 2,5 а/Р,91101 фиг ВНИИПИ Заказ 187863 Тираж 883 Подписно Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная где с 1 - радиус площадки контакта,Р - радиус опор маятника, а в качестве контролируемой атмосферы используют вакуум.Источники информации,5принятые во внимание при экспертизе О б1. Конвинсаров Д.В. Исследование трения второго рода методом маятниковых колебаний. - Труды сибирского физико-технического институ 1 а. Вып, 28. Томск. 19 ч 9, с. 223- 239 (прототип),