Устройство для определения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУя 998917 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублнн(22).Заявлено 17,11.81 (21) 3358700/25-28 с присоединением заявки Мо 6 01 И 3/326 01 й 11/1 б Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий. 311. б (088.8) Дата опубликования описания 23.02.83 В,А. Гречишкин, М.М. Бондарев, Л.А. Кваяазаи В.Г. Шаталова,Ььхл(72) Авторыизобретения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ ПРИ КРУТИЛЬНЫХ .И ИЭГИБНЫХ КОЛЕБАНИЯХ Изобретение относится к техникеопределения механических свойств,в частности к устройствам для определения вязкоупругих характеристикматериалов при крутильных и изгибных колебаниях.Известны устройства для определения вязкоупругих характеристик материалов прн крутнльных колебаниях,содержащие вертикальный крутильныймаятник, включающий подвешенную навертикальном. торсионе инерционнуюмассу и жестко связанный с ней верхний зажим образца, йижний зажим образца и средства возбуждения и регистрации колебаний. В этих устройствах нижний зажим жестко закрепленна станине устройства 111,Однако зти устройства позволяютопределять вяэкоу ругие характеристики материалов только при крутильных колебаниях.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому.результату является устройство дляопределения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях, содержащее вертикальный крутнльный маятник, включающий подвешенную на вертикальном торсионе инерционную массу и жесткосвязанный с ней верхнйй зажим образ.ца, нижний зажим образца, поводок исредства возбуждения и регистрацииколебаний ( 2.В известном устройстве нижний зажим образца выполнен поворотньак, ас инерционной массой жестко связан 1 р поводок с зажимом, который при повороте нижнего зажима устройства на90 ф служит для закрепления верхнегоконца исследуемого образца матЕриала,Это устройство позволяет определятьвязкоупругие характеристики материалов как при крутильных, так и изгибных колебаниях.Однако известное устройство имеет тот недостаток, что при проведе- .2( нии исследования вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях требуетсязначительное время при переходе отисследования при крутильных колебаниях к.исследованиям при иэгибныхколебаниях, поскольку приходитсяверхний конец исследуемого образцаматериала освобождать от верхнего зажима и закреплять в зажиме поводка.Процесс перенастройки особенно уве- ЗО личивает время проведения исследо 998917вания, когда испытания проводятсяпри высоких и низких температурах.Цель изобретения - ускорение испытаний.Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения вяэкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебани-ях, содержащее вертикальный маятник,включающий подвешенную на вертикальйом торсионе инерционную массу и жестко связанный с ней верхний зажим.образца, нижний зажим образца, поводок и средства возбуждения и регистрации колебаний, снабжено горизонтальным крутильным маятником со средствами возбуждения и регистрации его колебаний, инерционная масса которого посредством поводка связана с нижним зажимом образца, и двухпозиционным арреткром, содержащим два 20 фиксатора, один из которых служит для фиксации инерционной массы вертикально крутильного маятника, а другой - инерционной массы горизонтального крутильного маятника, и привод иой элемент, связанный с Фиксаторами передачей, обеспечивающей возможность одновременного перемещения фиксаторов для арретирования инерционной массы одного маятника и разар ретирования инерционной массы другого.Благодаря такому выполнению устройства сокращается время перехода исследований поскольку положение 35 образца не изменяется, а перенастройка обеспечивается одновременным арретированием инерционной массы одного кэ маятников и разарретированием инерционной массы другого. 40На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство, продольный разрезУстройство содержит вертикальный крутильный маятник, включающий -под вешенную на вертикальном торсионе 1 инерционную массу 2 и жестко связанный с ней через рамку 3 и стержень 4 верхний зажим 5 образца б. Другой конец образца 6 закреплен в нижнем зажиме 7. Возбуждение колебаний инерционной массы 2 осуществляется возбудителями 8 и 9, а регистрация колебаний - Фотоэлектрическим преобразователем (не показан).Устройство содержит также горизонтальный крутильный маятник, включающий горизонтальный торсион 10, установленную на игле 11 инерционную массу 12 с балансиром 13. С инерционной массой 12 жестко связан поводок 60 14, второй конец которого соединен с нижним зажимом 7 образца б.Возбуждение колебаний инерционной массы 12 осуществляется возбудителем 15 колебаний, а регистрация - 65 фотоэлектрическим преобразователем,включающим источник 16 излучения, оптические шторки 17, 18 и фотоприемник 19, и блоком 20 обработки информации. Устройство снабжено двухпоэиционным арретиром, содержащимфиксатор 21 для фиксации инерционной массы 2 вертикального крутильного маятника, фиксатор 22 для фиксации инерционной массы 12 горизонтального круткльного маятника и приводной элемент, например реверсивныйэлектродвигатель (не показан), связанный с фиксатором 21 и 22 зубчатоеечной передачей, включающей зубчатое колесо 23, установленное на валуреверсивного электродвигателя, ирейки 24 и 25, находящиеся в зацеплении с упомянутым зубчатым колесом с двух сторон. Исследуемый образец б помещен в термокриокамеру26, в которой температура регулируется и поддерживается в широких пределах.Устройство работает следующимобразом.При подаче напряжения на реверсивный Электродвигатель зубчатоеколесо 23 с небольшой угловой скоростью начинает вращаться, при этомрейка 24 начинает перемещаться вверх,жестко Фиксируя Фиксатором 21 инерционную массу 2 вертикального крутильного маятника, Одновременно рейка 25 опускается, освобождая от Фиксатора 22 инерционную массу 12 горизонтального крутильного маятника,Таким образом зажим 5 становитсядля образца б неподвижным, а зажим7. - подвижным,После снятия крутящего момента,создаваемого возбудителем 15 колебаний, горизонтальный круткльный маятник совершает затухающие колебания,а вместе с ннм колеблется поводок 14с нижним зажимоМ 7 образца б, сообщая последнему изгибные колебания.Крутильные колебания инерционноймассы 12 преобразуются в электрические сигнала фотоэлектрическим преобразователем и поступают в блок 20обработки информации, где производится измерение и индикация логарифмического декремента и периода свободных колебаний, по которым рассчитываются характеристики исследуемого материала.Сообщение образцу крутильных колебаний производится в следующем порядке. При реверсеэлектродвигателя зубчатое колесо 23 перемещает рейку 24 вниз, а рейку 25 - вверх, осуществляя фиксацию инерционной массы 12 горизонтального маятника круткльиых колебаний и разарретирование инерционной массы 2 вертикального круткльного маятника. При этом эажим 7 для образца 6 становится неподвижным; а зажим 5 - подвижным. После снятия крутящего момента, создаваемого возбудителями 8 н 9, инерционная масса 2 совершает крутильные колебания, сообщая их через стержень 4 с зажимом 5 исследуемому образцу 6.Использование изобретения позволяет сократить время испытаний за счет исключения операций, связанных со перезакреплением испытуемого образца.Формула изобретенияУстройство для определения вязкоупругих характеристик материалов при крутильных и изгибных колебаниях, содержащее вертикальный крутильный маятник, включающий подвешенную на вертикальном торсионе инерционную массу и жестко связанный с . ней верхний зажим образца, нижний зажим образца, поводок и средства возбуждения и регистрации колеба ний, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью ускорения испытаний,оно снабжено горизонтальным крутильным маятником со средствами возбуждения и регистрации его колебаний,инерционная масса которого посредством поводка связана с нижним зажи-.мом образца, и двухпозиционным арретиром, содержащим два фиксатора,один из которых служит для фиксацииинерционной массы вертикального крутильного маятника, а другой - инерционной массы горизонтального крутильного маятника, и приводной элемент, связанный с фиксаторами передачей, обеспечивающей воэможностьодновременного перемещения фиксаторов для арретирования инерционноймассы одного маятника и раэарретирования инерционной массы другогИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 789701, кл, С 01 й 11/16, 1979.2. Авторское свидетельство СССР9 819626, кл, О 01 й 11/16, 1980998917 Составитель В. Тарасоваэаренко Техред А.Бабинец Корре утяга Редакто но 4/5 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Фили акаэ 1143/65 Тираж 871 ПодпВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретеиий и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.