Способ определения динамического модуля сдвига и динамического модуля упругости ортотропного материала

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М Кп з 6 01 М 3/32 с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО МОДУЛЯ СДВИГА И ДИНАМИЧЕСКОГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ ОРТОТРОПНОГО МАТЕРИАЛАИзобретение относится к исследованию механических свойств материала, а именно к способам определения динамического модуля сдвига и динамического модуля упругости ортотропного материала.Иэвеетен способ определения модулей сдвига ортотропного материала, по которому измеряют частоты собственных крутильных колебаний по первым формам двух имеющих различное соотношение сторон прямоугольного , поперечного сечения стержневых образцов и по полученным значениям частот определяют модули сдвига ортотропного материала .1).Недостатком способа является то, что он пригоден лишь для определения модулей сдвига на стержневых образцах, В последнее время ортотропные метериалы часто используют для изготовления трубчатых элементов.Кроме того, способ не позволяет с достаточной точностью определить модули сдвига материала этих конструктивных элементов.Наиболее близким к изобретению по технической сущностифи достигаемому результату является способ определения динамического модуля сдвига и динамического модуля упругости ортотропного материала, по которому в кольцевом образце материала возбуждают резонансные изгибные колебания в плоскости кольца, соответствующие первой форме, измеряют собственную частоту колебаний первой формы и вычисляют динамический модуль сдвига в плоскости кольца и динамический модуль упругости в тангенциальном направлении.Согласно известному способу испытывают также второй образец, имеющий отличное от первого образца соотношение сторон поперечного сечения, измеряют на каждом образце собственные частоты изгибно-крутильных коле,баний образцов в плоскости, перпендикулярной к плоскости кольца, и иэгибных колебаний в плоскости кольца и по значениям частот вычисляют укаэанные.динамические модули23Недостатками известного способа являются невысокая точность и большая трудоемкость определения динамического модуля сдвига и динамического модуля упругости, связанная с использованием двух образцов и двух различных видов колебаний.983508 намического модуля сдвига и динамического модуля упругости ортотропного материала, по которому в кольцевом образце материала возбуждаютрезонансные изгибные колебания вплоскости кольца, соответствующиепервой форме, измеряют собственнуючастоту колебаний первой формы и вычисляют динамический модуль сдвигав плоскости кольца и динамическиймодуль упругости в тангенциальномнаправлении, дополнительно измеряютсобственную частоту иэгибных колебаний любой другой формы и по полученным значениям частот вычисляют динамический модуль сдвига и динамическийродуль упругости по формулам р .1-О,1 В-Ь,9 М -9 001 б Х 0125РРкегде С , Е - динамический модульсдвига в плоскостикольца и динамическиймодуль упругости в/тангенциальном направлении, Па;плотность материала,кг/м 3;35й,6 - радиус срединной поверхности кольца итолщина кольца, М;и,Г 1 - собственные частотыизгибных колебанийГв плоскости кольца попервой и(щ) Форме колебаний, (в) =23, Й6,= (щ -1). /(а +1) .На чертеже изображен образец дляиспытаний.Способ осуществляется следующимобразом.В кольцевом образце последовательно возбуждают и измеряют собственныечастоты изгибных колебаний в плоскости кольца, соответствующих различнымформам колебаний. Для этого образецустачавливают на четырех точечныхопорах в сечениях узлов форм колебаний. Сечения узлов форм колебанийопределяют путем деления окружностисрединной поверхности на (2 К+2),где К (в) = 1,2,3 номер формы колебаний.В установленном на опоры образце 60возбуждают колебания, повышают частоту колебаний, находят состояниерезонанса и определяют собственнуючастоту Г 1 изгибных колебаний первой формы, 65 Формула изобретения В ряде случаев такие ортотропные материалы как стекло, угле- и органопластики плохо поддаются механической обработке, происходит разлохмачивание армирующего материала, нарушение структуры и т.п. А незначитель ное отклонение от требуемых размеров сторон сечения каждого из двух испытываемых образцов ведет к возникновению погрешностей.Целью изобретения является повышение точности и уменьшения трудоемкости за счет определения указанных динамических модулей на одном образце при одном виде колебаний.Указанная цель достигается тем,. 15 что согласно способу определения ди Затем повышают частоту возбуждаемых колебаний, находят состояние резонанса, соответствующую иэгибным колебаниям любой другой формы (а -1 = 2,3,1 ), и измеряют собственную частоту 11 колебаний образца, соответствующую этой форме. Затем по полученным значениям частот (Г и 1 щ ) вычисляют динамический модуль сдвига Ври и динамический модуль упругости Г по приведенным выше Формулам. Изобретение позволяет повысить точность определения упругих характеристик ортотропного материала за счет испытаний только одного образца при одном виде колебаний и исключения влияния разброса геометрических размеров образца и разброса физических свойств материала. Способ определения динамического модуля сдвига и динамического модуля упругости ортотропного материала, по которому в кольцевом образце материала возбуждают резонансные иэгибные колебания в плоскости кольца, соответствующие первой Форме, измеряют собственную частоту колебаний первой формы и вычисляют динамический модуль сдвига в плоскости кольца и динамический модуль упругости в тангенциальном направлении, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения трудоемкости за счет определения указанных динамических модулей на одном образце при одном виде колебаний, дополнительНо измеряют собственную частоту изгибных колебаний любой983508 другой формы и по полученным значениям частот вычисляют динамический модуль сдвига и динамический модульупругости по формулам 47,М КУ и Г - собственные частоты из- Лфгибных колебаний в плоскости кольца по первойи (а) форме колебаний,- (-1)/(вам+1). 1 й М 1 О де СКО сдвица и упру- ном(п Составитель М. КузьминРедактор О. Юрковецкая Техред К,Мыцьо Корректор У. Пономаренк аказ 9908/49 Тираж 887 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, РаушсПодписноетета СССРрытийая наб. д. илиал ППП "Патент", г. Ужгород,.ул. Проектн мическплоск мическ ивта авлени ность м дин гос напр пло Рад нос й модул сти кол й модул генциалПа 1 атериала инной п а и толщи 15 Источники инф принятые во внимание 1. Авторское свид Р 163407, кл. 0 01 й 2, Авторское свид 697874, кл. О 01 й рототип) .