Устройство для определения коэффициента анизотропии механических свойств материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИК Ш 4 С 01 И 2 НИЯ подается к ся им в моно сигнал, ко злучателю и роматический рый по клину где Б - площ ощадь контак атериалом, и материал. Ак страняются в кустическии усиленный дь иэлучаа клина с изводстве в Б/Б, раз,теля, Б, - писпытуемым м оенияавод енин оступает и Ле енно исследуемый волны распр определяемо стическиенаправлени зводствер"артыновиков ти лезвия щзотропия м нал ра ьство СССР00, 1969,тво СССР/00, 1971. нап СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АНИЕ ИЗО У СВИ ТЕЛЯТ(71) Завод-ВТУЗ при Прном объединении турбосградский металлическийнинградское научно-прообъединение "Пластполим(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХСВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к устройствам для исследования механическихсвойств материалов и может быть использовано при непрерывном или выборочном контроле степени анизотропии материалов, в частности листовыхизделий и проката, фанеры, пластмасс,полимерной пленки. Целью изобретенияявляется повышение точности измерений за счет исключения влияния помех.Электрический сигнал от генератора ЯО 12494 иаграммои направленносасующего клина. Еслитериала отсутствует, тотраняется вдоль оси равляющеи и синфазно попадает на приемники, размещенные на ползуне. Анизотропия смещает максимумы диаграммы направленности приемников, в результате чего сигналы на приемниках не синфазные, а разность фаз сигналов характеризует коэффициент анизотропии материала. За приемниами акустический сигнал отражается в сторону от приемной базы. Благодаря высокой степени затухания звука в анизотропных материалах и направленному излучению и приему под углом 45 относительно направлений, в которых измеряется коэффициент анизотропии механических свойств материаов, снижается срок акустическогоеверберационного шума, что повышат точность измерения. 2 ил.Изобретение относится к устройствам для исследования мехачических свойств материалов и может быть использовано при непрерывном или выборочном контроле степени анизотропии материалов, в частности листовых изделий и проката, фанеры, пласт- . масс, полимерной пленки и т.д.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения влияния помех.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для определения коэффициента анизотропии механическихсвойств материалов на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Устройство содержит генератор 1 непрерывных монохроматических сигналов, излучатель 2 с согласующим клином 3 и по крайней мере два приемника 4 и 5 с закрепленными на них согласующими клиньями 6 и 7. Широкая часть клиньев прикреплена к излучателю 2 и приемникам 4 и 5 например, с помощью клея, не допускающего обраэо 25 вание несплошностей и пустот между поверхностями. Узкая часть клина 3 имеет вид ножа, изменение поперечных размеров клина 3 осуществляется по зкспоненциальному или другому закону. Широкая часть клина и поперечные размеры излучателя 2 и приемников 4 и 5 не должны превосходить длину используемой акустической волны.Излучатель 2 и приемники 4 и 5, 35 закреплены шарнирно на опоре 8, например, в виде направляющей, ориентированной вдоль линии, соединяющей излучатель и базу приемников, причем оси шарниров 9 перпендикулярны нап равлению этой линии. Опора 8 крепится.на пальцах 10 к рабочему столу 1, на котором помещен испытуемый материал 12. Направляющие 13 служат для фиксации положения испытуемого мате риала на рабочем столе 11. Приемники .4 и 5 закреплены на полэуне 14, которьь. может перемещаться вдоль опоры 8 при исследовании материалов различных размеров. Линия, соединяющая 50 центры приемников, параллельна лезвиям согласующих клиньев 3 и осяй шаР- ниров 9. Опора 8 располагается подоуглом 45 относительно направлений в которых измеряется коэффициент ани- И зотропии механических свойств материалов. Приемники 4 и 5 соединены электрически с измерителем 15 разности фаз, усилителем 16 и регистрирующими приборами 17 и 18.Устройство для определения коэффициента аниэотропии механических свойств материалов работает следующим образом.Монохроматический электрический сигнал от генератора 1 подается к излучателю 2 и преобразуется им в монахроматнческий акустический сигнал. Последний по клину 3, усиленный в Я/Я раз, где Я - площадь излучателя, а Я, - площадь контакта клина с испытуемым материалом, поступает в материал. Уменьшение Я ведет к снижению активной составляющей импеданса излучения, наклоном клина 3 изменяется нормальная составляющая смещения его конца. Этим достигается плавность регулировки импе," данса излучения и мода возбуждаемых волн, что позволяет существенным образом повысить чувствительность и расширить функциональные возможности устройства. Частота возбуждаемых акустических колебаний может быть произвольной, однако она не должна быть выше частоты, прикоторой длина акустической волны становится большей наибольшего поперечного размера клина. В противном случае кроме нулевой моды колебаний на излучаемый сигнал влияют другие моды, и форма сигнала не строго синусоидальна, что сказывается иа точности измерений.Проходя в испытуемый материал, акустические,монохроматические волны распространяются.в направлении, определяемом диаграммой направленности лезвия согласующего клина 3. Если анизотропия материалов отсутствует, тогда сигиап распространяется вдоль оси направляющей опоры 8 и синфазно пепадает на приемники 4 и 5, аниэот" ропия смещает максимум диаграммы направленности приемников, в результате чего сигналы на приемниках уже не будут сиифазными.Если рассматривать приемную базу как состоящую из двух приемников, расстояние между которыми ц , тогдаразность фаз сигналов дЧ, поступающих на них, равна 1 а двава гй1249437 леднее, исключая влияние дисперсии и добРотности электроакустического тракта, позволяет реализовать высокую точность измерения коэффици ента анизотропии материалов. где С и С - скорости распрострах знения акустическихсигналов в выбранныхнаправлениях Х и У;С - средняя скорость.После измерителя 15 разности фаз 15 электрические сигналы усиливаются усилителем 16 и регистрируются приборами 17 и 18. В качестве последних могут использоваться, в частнос- . ти, самописец, осциллограф. Пройдя 20 за приемники 4 и 5 под углом 45 к граничной поверхности, акустический сигнал отражается ею в сторону от приемной .базы. Учитывая, что степень затухания звука в материалах, 2 в которых измеряется коэффициент аниэотропии, обычно велика, а также то, что здесь реализуются направленное излучение и прием, это снижает фон акустического реверберационного 30 шума в материале и позволяет осущест влять работу устройства с непрерывными сигналами . В свою очередь посгде к " ю/С - среднее волновоечислог,. - коэффициент аниэотропии материала, равный26гВ1.6 ф ор мула из об ре те ния Устройство для определения коэффициента анизотропии механич-ских свойств материалов, содержащее генератор, опору с установленным на ней излучателем, соединенным с генераторомс по крайней мере два приемника, усилитель, измеритель разности параметров сигналов и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, приемники и излучатель закреплены1 на опоре шарнирно, снабжены согласующими клиньями ножевого типа, опора выполнена в виде направляющей и ползуна, а приемники размещены на ползуне, при этом линия, проходящая через центры приемников, перпендикулярна оси направляющей, в качестве генератора использован источник моно- хроматических волн, а в качестве измерителя разности параметров сигналов - измеритель разности фаз, входами соединенный с приемниками, а выходом - с усилителем, подключенным к индикатору.1249437 Щаг СоставительТехред И.Ход Кисло Шишкин рректор Е. Сирохман ираж 7 но граФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 изв енно Редактор А. Заказ 4230/4- ВНИИПИ Государ по делам изоб113035, Москва, Ж 8 Подписвенного комитета СССРтений и открытий5, Раушская наб., д. 4/