ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Средства для испытания полимерных материалов (В. С. Голубков, Никитин, Б. Л. Смушкович, В. С. Взоров) из "Испытательная техника Справочник Книга 2 " Для определения модулей упругости в условиях динамического нагружения используют продольные, поперечные и крутильные колебания. [c.136] Возбуждение продольных колебаний стержней осуществляют электромагнитными, электродинамическими, пьезоэлектрическими или электростатическими возбудителями колебаний. Возбудитель колебаний устанавливают около одного конца стержня, на другом его конце располагают обратный преобразователь, преобразующий механические колебания стержня в электрические — датчик частоты колебаний и амплитуды вибросмещения. На резонансе при совпадении частоты возбуждающей силы с частотой собственных колебаний стержня благодаря высокой добротности колебательной системы амплитуда вибросмещения резко возрастает. Это обстоятельство используют для определения резонансных частот. [c.136] Недостатком первого варианта является то, что практически невозможно выполнить жесткое соединение образца с удлинителем. Жесткость соединения оказывается соизмеримой с жесткостью образца. Наличие удлинителя усложняет граничные условия на конце образца. Форма образцов получается сложной. Все это приводит к снижению точности определения модуля нормальной упругости. [c.136] Для второго варианта пригодны лишь электростатический датчик и электростатический возбудитель колебаний. [c.136] При выводе этой формулы сделано допущение о том, что перерезывающие силы и инерция поворота сечения испытуемого образца при его поперечных колебаниях не оказывают влияния на частоту колебаний основного тона. Это допущение приводит к ошибке, составляющей примерно 1—2%. [c.136] Эластомер Форстера. Этот прибор (рис. 7) применяют как для измерения внутреннего трения, так и для измерения модулей и G. Образец 4 в виде стерженька укладывают на держатели 3 из двух тонких проволочек. Проволочки располагают в узлах поперечных колебаний образца. Колебания образца возбуждаются возбудителем 1 через тонкую проволочку 2. Датчик 5 соединен с образцом такой же проволочкой. Установка может работать в режиме вынужденных колебаний от постороннего генератора или в режиме автоколебаний. В последнем случае сигнал с датчика подается на усилитель 6, а Z него на возбудитель колебаний. Усилитель снабжен регулируемыми цепями для установления баланса фаз и амплитуд в этой автоколебательной системе. К усилителю присоединен регистрирующий прибор 7, содержащий электронный осциллограф, стрелочный прибор, показывающий величину сигнала, наведенного в датчике 5, и счетчик колебаний. [c.137] В качестве возбудителя колебаний и датчика использованы пьезоэлектрические преобразователи. [c.137] Возбуждение колебаний можно осуществлять и через узлы колебаний, т. е. через подвески 3. [c.137] На установке можно исследовать и крутильные колебания образцов с одинаковыми массами на концах (рис. 7, б). В этом случае колебания возбуждаются в пучностях через подвески образца. [c.137] Для измерений при повышенных температурах установка снабжается электропечью, в которой образец подвешивается на проволочках из жаропрочного материала. Установка снабжается криостатом для испытаний при температурах до —180°. [c.137] Внутреннее трение на установке можно определить по резонансной кривой, т. е. по собственной частоте колебаний образца и полуширине резонансной кривой или по уменьшению амплитуды колебаний. [c.137] Число колебаний регистрируется счетчиком при строго установленном соотношении амплитуд. Обратная величина числа колебаний прямо пропорциональна коэффициенту внутреннего трения. [c.137] Изменение сигнала датчика во времени также является мерой внутреннего трения, так как связь между амплитудой колебаний образца и сигналом датчика при малых амплитудах линейная. [c.137] Возбужденные амплитуды колебаний образца имеют порядок единиц микрометров, а напряжения в образцах, возникающие при таких амплитудах, равны примерно 0,453-10 Па. [c.137] В процессе испытания измеряют ряд резонансных частот поперечных колебаний, соответствующих различным гармоникам, и по этим данным вычисляют модуль упругости и коэффициент затухания. [c.138] Схема установки для определения модуля сдвига (касательной упругости) G в динамическом режиме испытаний показана на рис. 9. [c.138] Среднюю часть образца 3 зажимают в острых опорах 4. Возбуждение колебаний осуществляют вихретоковым возбудителем, содержащим две катушки 5 и два постоянных магнита 6, оси которых перпендикулярны продольной оси образца 3. Катушки возбудителя включены на выход усилительного устройства 8, на вход которого подан сигнал с вихретокового датчика, состоящего из двух катушек 1 и двух постоянных магнитов 2, расположенных так же, как в возбудителе колебаний. [c.138] Система работает в режиме автоколебаний, который настраивается и поддерживается устройством фазовой синхронизации и устройством управления амплитудой колебаний образца, находящимися в усилительном устройстве 8. [c.138] Частота колебаний образца измеряется электронно-счетным частотомером 9. [c.138] Значение переменного напряжения, поступающего на вход возбудителя колебаний, измеряется цифровым вольтметром 7. [c.138] Вернуться к основной статье