Методы измерений внутреннего трения

В качестве дополнительных методов контроля склонности легированных сталей к МКК используют методы измерения внутреннего трения. токовихревой, ультразвуковой и др. [c.263]

М. А. Веденеева и Н. Д. Томашов [15] применили -новый чувствительный метод определения межкристаллитного разрушения путем измерения внутреннего трения и частоты собственных колебаний образца. Проведенные ими исследования показали, что изменение частоты собственных колебаний близко к изменению электросопротивления, а увеличение внутреннего трения в несколько раз превышает изменение этих характеристик под влиянием межкристаллитной коррозии. Поэтому метод измерения внутреннего трения можно отнести к чувствительным методам оценки межкристаллитного разрушения. [c.256]

Метод измерения внутреннего трения (при низких амплитудах напряжений) позволяет определять очень тонкие изменения в состоянии металлов, происходящие в поле упругих напряжений. В частности, этим методом можно характеризовать изменения в твердых растворах внедрения, процессы, происходящие в полосах скольжения и по границам зерен, и т. д. [c.196]

Известно, что пластическая деформация кристаллических тел является следствием движения дислокаций в определенных плоскостях. Кривая упрочнения в какой-то мере отражает интегральный характер зарождения и движения дислокаций, их взаимодействие с решеткой, между собой и другими структурными несовершенствами кристаллов. Одной из важных характеристик кривой упрочнения кристаллов является напряжение начала пластической деформации. Фактически оно соответствует стартовому напряжению дислокаций (Тз), зарождение и смещение которых представляет собой элементарный акт пластической деформации. Наиболее достоверными значениями можно считать данные непосредственных наблюдений начала движения дислокаций при нагружении и измерений критической амплитуды колебаний по методу определения внутреннего трения. В некоторых случаях эти величины совпадают со значением критических скалывающих напряжений (КСН), вычисленных по кривым растяжения как напряжение начала отклонения зависимости сг (б) от линейного закона в упругой области деформации. Самыми развитыми плоскостями и направлениями скольжения являются плотноупакованные, поэтому изменения сопротивления деформированию у облученных кристаллов прежде всего определяются количеством дефектов и полем напряжений в этих плоскостях. [c.55]

Измерение внутреннего трения образца можно производить двумя методами снятием резонансной кривой при возбуждении в образцах поперечных колебаний и методом затухания свободных крутильных колебаний. Первым методом измеряют внутреннее трение на установке сконструированной в специальной лаборатории Московского института стали и сплавов [16] путем определения амплитуды колебаний при резонансной и близкой к ней частотах [c.256]

Непрямые измерения внутреннего трения можно выполнить, определяя логарифмический декремент образца при свободных колебаниях или остроту резонанса при вынужденных колебаниях. Этими двумя методами было проделано большое количество измерений они будут рассмотрены в гл. VI. Другой метод исследования внутреннего трения, более тесно связанный с предметом настоящей монографии, состоит в измерении затухания волны напряжения во время ее распространения в твердом теле. [c.102]

В предыдущей главе были рассмотрены различные методы определения внутреннего трения, причем для этого необходимо было описать различные типы экспериментов по измерению его величины. В этой главе детально описаны некоторые методы, которые были использованы для исследования динамического упругого поведения твердых тел, и дан обзор полученных экспериментальных результатов. [c.123]

Одна из трудностей измерения внутреннего трения резонансным методом состоит в потере энергии в опорах, и потому в большинстве [c.129]

Метод вращающегося стержня для измерения внутреннего трения 131 [c.189]

С точки зрения физических процессов анализ результатов измерения внутреннего трения и демпфирования колебаний, очевидно, представляет существенные трудности, однако измерение внутреннего трения,несомненно, получит распространение как чувствительный экспериментальный метод исследования различных состояний деформационной субструктуры в металлах. [c.225]

Наиболее распространенными методами для измерения внутреннего трения являются магнитный метод и метод вихревых токов. [c.66]

Повышение критической температуры хрупкости на ранней стадии усталости указывает на изменения тонкой структуры металла. Эти изменения можно оценить с помощью таких структурно-чувствительных методов, как измерения внутреннего трения и электропроводности. [c.107]

Преимущественное развитие усталостных трещин происходит в поверхностных слоях, что обусловлено более ранним по сравнению с остальным объемом металла повреждением поверхностных слоев из-за более раннего накопления в этих слоях критической плотности дислокаций [83]. Поскольку процесс усталости во всей массе протекает неоднородно, то для изучения изменения свойств в процессе циклического нагружения необходимы характеристики, которые позволяли бы судить о процессах, происходящих в локальных объемах металла. В связи с этим при изучении усталостного разрушения широкое применение нашли методы измерения твердости и микротвердости, рентгеновского анализа, оптической и электронной микроскопии. Результаты этих исследований представляют большой интерес для выявления сходства и различия кинетики накопления структурных повреждений и разрушения в условиях объемного циклического нагружения и при фрик-ционно-контактной усталости, поскольку аналогичные методы исследования широко применяются при трении. Методы интегральной оценки структурных изменений, такие, как измерение электросопротивления (проводимости), внутреннего трения, магнитных свойств, несмотря на то что требуют специальной подготовки образцов и соответственно испытательного оборудования, также могут быть полезны для исследования процессов трения. [c.33]

Контролировать изменение концентрации твердого раствора примесей внедрения при закалке можно, например, методом измерения температурной зависимости внутреннего трения образцов. [c.40]

При облучении потоком электронов структуру молибденовых тонких фолы изучали методами измерения электросопротивления и внутреннего трения. Эти исследования проводили при температуре жидкого азота или гелия, так как дефектность структуры, вызываемая электронным облучением, термически нестабильна. В работе [187] было установлено, что уже при температуре 31 и 40 К в молибдене, подвергнутом облучению электронами, наблюдаются пики внутреннего трения. При измерении остаточного сопротивления образцов, подвергнутых облучению при температуре жидкого гелия (4,2 К), было установлено [166], что при увеличении температуры до 40 К электросопротивление образцов резко снижается. При дальнейшем росте температуры оно меняется мало. Однако по мере увеличения энергии электронов с 1,05 до 1,45 и 1,85 МэБ электросопротивление растет соответственно с 0,34 до 2,91 и 4,9 мкОм-см. [c.72]

В последнее время стал шире применяться метод внутреннего трения, особенно для измерения коэффициента диффузии при низких температурах. Обсуждается вопрос об использовании эффекта Мессбауэра и других явлений. [c.89]

Наибольшее распространение из бесконтактных методов получили разновидности а и б, причем метод а применим в основном для исследования материалов о малым внутренним трением (высокодобротных). При измерениях в обычных условиях оба способа применимы, но с точки зрения повышения чувствительности преимуществами обладает электромагнитный способ возбуждения. В случае температурных измерений более стабильное возбуждение дает электростатический метод. Для исследования в достаточно широком диапазоне температур чаще всего применяют контактные методы возбуждения и приема. Наиболее распространен пьезоэлектрический. [c.269]

Эксперимент состоял в испытании трубок на растяжение, отдельно — на кручение и отдельно — на воздействие внутреннего давления, при этом наблюдался уровень каждого из указанных воздействий, при котором возникала текучесть. Следующая процедура состояла в испытании трубок на кручение, на кручение и растяжение совместно, только на растяжение, на растяжение и внутреннее давление совместно, на кручение и внутреннее давление совместно и только на воздействие внутреннего давления. Были проведены измерения осевого удлинения, угла закручивания и в некоторых случаях окружной деформации специально спроектированными оптическими тензометрами. Я посчитал невозможным сжато изложить статью Геста, содержащую 64 страницы. Статья содержит исчерпывающее описание ограниченных возможностей аппаратуры, проблем трения и калибровки, теорию экстензометров, описание метода измерения и способа приложения давления. В приложении Гест дает детально в виде таблиц все результаты измерений на стальных, медных и латунных трубках, из которых точку текучести легко обнаружить только для стальной трубки. Он представил диаграммы экспериментов с медными трубками, на которых, как и в случае латунных трубок, нельзя было наблюдать определенной точки текучести. Я надеюсь, что заинтересованный читатель рас- [c.84]

Одновременно с улучшением существовавших методик изме- рения механических свойств стекла разрабатывались новые методы измерения прочности, упругих свойств и внутреннего трения сте- кол. Использование этих методов при исследовании стекол позволило установить, что знание его механических свойств дает не менее ценные сведения о структуре стекла, чем изучение оп- тических, электрических и других его свойств. [c.3]

Результаты изучения стекол методом внутреннего трения находятся в хорошем согласии с данными, полученными для тех же стекол другими физическими методами (оптические, рентгеновский анализ, электронномикроскопический, измерение упругих и электрических свойств и т. д.). [c.111]

Если механические свойства исследуемого материала линейны, т. е. если его упругие свойства не зависят от амплитуды, то при заданной частоте колебаний период и логарифмический декремент свободных колебаний будут определять механическое поведение этого материала. Техника эксперимента для такого типа измерений проста, и этим методом было проведено большое число исследований внутреннего трения. Так как для того, чтобы облегчить наблюдения, желательна большая амплитуда, этот метод применялся главным образом с использованием крутильных и изгибных колебаний. При очень медленных колебаниях как период, так и логарифмический декремент можно измерить непосредственно, при высоких же частотах можно использовать фотографический или электрический метод записи. Чтобы охватить всю необходимую область частот, могут быть использованы образцы различных размеров. В общем случае более удобно, однако, использовать дополнительные инерционные элементы, что позволяет изменять период колебаний при одном и том же образце. [c.123]

Если предприняты соответствующие предосторожности, чтобы исключить внешнее демпфирование, вызываемое сопротивлением воздуха, потерями в опорах и т. п., то этим методом можно определить как внутреннее трение, так и упругие постоянные образца. Измерения могут быть выполнены с помощью продольных, изгибных и крутильных колебаний при частотах от нескольких гц до нескольких [c.128]

В трех методах измерения динамических упругих свойств твердых тел, которые были рассмотрены, — свободные колебания, вынужденные колебания и распространение волн — упругие постоянные и внутреннее трение не могли бы быть выведены из измерений, если бы не были сделаны некоторые предположения о природе диссипативных сил и о линейности системы. Эти предположения заключались в том, что диссипативная сила пропорциональна скорости изменения деформации и что тип механического поведения не зависит от амплитуды деформации в области напряжений, использованных в опытах. Предполагая, что имеет место принцип суперпозиции Больцмана, можно было бы построить функцию памяти из серии экспериментов, проведенных во всей области частот, и отсюда сделать теоретический вывод о механическом поведении твердого тела, подверженного негармоническому воздействию напряжений. [c.139]

Варка этих стекол в вакууме при соответствующих температурах позволяет получать стекла безводными. Однако испытание их нужно производить в условиях, исключающих действие на стекла окружающей среды, содержащей пары воды. Наличие в стекле групп Н, которые легко обнаруживаются методами измерения внутреннего трения или измерения поглощения света в инфракрасной - сьсти спектра, существенно влияет на структуру и, следовательно, изменение механических и других свойств стекла. [c.17]

Наибольший интерес представляют прямые методы наблюдения и исследования дислокаций, их скоплений и точечных дефектов. К ним относятся исследования с помощью ионного проектора, рентгеновской топографии и прямые световые и электрономикроскопические исследования. Прямые методы дают наиболее ценную информацию о дефектах в кристаллах, однако неприменимы для количественных оценок при изучении металлов, подвергнутых значительной пластической деформации, или технических сплавов сложного состава. В этом случае приходится применять косвенные методы исследования рентгеноструктурный анализ с оценкой формы и интенсивности интерференционных максимумов механические испытания измерение внутреннего трения, электрических и магнитных характеристик. [c.94]

Основным преимуществом метода свободных колебаний является его простота в частности, он пригоден для работы при низких частотах с образцами, имеющими слабое внутреннее трение. Однако, опираясь на фотографические методы записи, были использованы и высокие частоты Лизерзич [86], пользуясь этим методом, работал при частотах до 1000 гц. Основная погрешность метода в измерениях внутреннего трения происходит за счет внешних потерь, вызываемых сопротивлением воздуха, трением в опорах и т. п. В случаях, когда внутреннее трение мало, это часто приводит к большим ошибкам. Что касается сопротивления воздуха, то оно иногда исключалось работой в вакууме, как в опытах Кемела, или проведением отдельных серий измерений, позволяющих принять его во внимание, как в методе Ле Ролланда. [c.128]

Квимби [1151 один из первых использовал резонансный метод для измерения внутреннего трения в твердых телах. Для возбуждения продольных колебаний в образцах, имеющих формы стержней, он использовал кристалл пьезоэлектрического кварца. Кристалл был прикреплен цементирующим веществом к одному концу образца, а вблизи другого конца был подвешен диск Релея, с помощью которого измерялась амплитуда колебаний. Квимби проводил опыты с образцами из меди, алюминия и стекла при частотах около 40 кгц. В более поздних работах Квимби [116], Захариас [160] и Кук [21] применили этот метод для исследования потерь в ферромагнитных материалах. [c.129]

Фиг. 31. Схема метода вращающегося стержня для измерения внутреннего трения (Кимбал).

Прежде чем закончить обзор методов измерения динамических упругих свойств с помощью вынужденных колебаний, следует упомянуть о приспособлении с вращающимся стержнем, изобретенном Кимбалом 71]. Этот метод принципиально отличается от описанных выше резонансных методов и может быть использован для измерения внутреннего трения при частотах от одного цикла в секунду до нескольких килоциклов в секунду. Приспособление показано схематически на фиг. 31. Образец в форме цилиндрического стержнявращается валом Вблизи конца стержня установлен подшипник В, к которому подвешена масса Ж, отклоняющая стержень в вертикальной плоскости. При вращении стержень проходит через ряд циклов напряжений от изгиба, причем внутреннее трение в стержне приводит к отставанию деформации от напряжения, что вызывает отклонение конца стержня в горизонтальном направлении величина горизонталь- [c.131]

Скорости распространения всех этих упругих волн зависят наряду с другими факторами от упругих постоянных и плотности тела, так что динамические значения упругих постоянных можно определить по скорости распространения. Если тело не вполне упруго, часть энергии волны напряжения рассеивается в процессе распространения в среде и, как показано в главе V, величину этого затухания можно поставить в соответствие с внутренним трением, определенным иным путем. Несколько измерений скорости распространения и затухания синусоидальных волн было проведено при низких частотах на образцах в форме полос и нитей, причем определяющей упругой постоянной здесь является модуль Юнга. При высоких частотах импульсы расширения и искажения возбуждались в массивных блоках материала. Преимущества, которыми обладают методы распространения волн по сравнению с другими методами, описанными ранее, состоят, во-первых, в том, что необходимая область частот может быть перекрыта на одном образце, во-вторых, в том, что при измерении внутреннего трения этим методом легче уменьшить внешние потери на опорах, и, наконец, в том, что в нерассеивающей среде метод позволяет достигнуть чрезвычайно высокой степени точности. Бредфилд [14] установил, что упругие постоянные металлов можно измерить с помощью ультразвуковых импульсов с точностью до 1/400000. [c.132]

Информативность характеристик колебаний. Если потерями энергии на излучение в окружающую среду можно пренебречь, то добротность колеблющегося тела определяется его физическими свойствами. При однородности и бездефектности тела его добротность определяется свойствами материала, для характеристики которого вводят понятие внутреннего трения = Q. Измерение внутреннего трения, точнее его зависимости от частоты и температуры, дает важные сведения о структуре твердых тел и протекающих в них процессах. Поэтому метод внутреннего трения широко применяется в материаловедении. [c.151]

В Си после РКУ-прессования были также исследованы закономерности эволюции структуры при отжиге [81, 228, 232]. Для этого параллельно использовали методы измерения скорости распространения ультразвуковых волн и внутреннего трения. Полученные результаты укладываются в схему, описанную выше. Отжиг привел к формированию зерен, не содержащих контуров экстинк-ции и разделенных границами зерен, которые, как представляется, стали равновесными. Температура рекристаллизации, равная 448 К, как и ожидалось, оказалась выше в менее чистой Си (99,98 %) по сравнению с более чистой Си (99,997 %), где она равнялась 398 К. Эти изменения в структуре получили отражение в изменении измеренных свойств. При этом скорости распространения ультразвуковых волн, а следова- [c.130]

Аналитические зависимости (29) — (32) декремента внутреннего трения от времени (числа циклов) нагружения были сопоставлены с экспериментальными результатами работ [10, 17]. В работе [17] приведено исследование изменения декремента внутреннего трения в стали, содержащей 0,22% С, подвергнутой циклическому нагружению изгибом с частотой 3100 цикл/мин при амплитуде напряжения 24 кгс/мм . Через различные промежутки времени нагружение прерывалось и проводилось измерение декремента внутреннего трения в килогерцевой области частот методом затухания собственных колебаний. [c.173]

Сопротивление скольжению со стороны смазочного слоя подчиняется в условиях граничной смазки закономерностям внешнего трения, а не внутреннего. Это сказывается хотя бы в том, что сопротивление скольжению не возрастает пропорционально скорости, а остается бо.лее или менее постоянным, не завися от последней . В то же время сопротивление скольжению зависит от нагрузки, возрастая приблизительно пропорционально ее величине, что характерно для внешнего трения. Спрашивается как можно помирить этот результат, очень важный для понимания механизма граничной смазки, с измерениями по методу сдувания, хотя обнаруживающими существование измененной величины вязкости, но не обнаруживающими отклонений от закона внутреннего трения Ньютона Это кан ущееся противоречие можно понять, если учесть, что при методе сдувания слой жидкости подвергается усилию только со стороны воздуи1ного потока. При граничной смазке, наоборот, течение смазочного слоя между трущимися тепами происходит в совершенно иных условиях, при которых тангенциальные [c.206]

Зависимость С = / (х) при известном % (рис. 4) может быть получена посредством химического, спектрального, рентгеноспектральпого методов анализа или измерением характеристик, зависящих от концентрации микротвердости, внутреннего трения и т, д.) или определением относительнот концентрации с помощью радиоактивных изотопов [4, 7]. Величина xl2 VD% находится по значению С (л )/С , получеииому по экспериментальной кривой распределения, с помощью специальных таблиц [60]. [c.281]

Наиболее простой метод измерения давления, создаваемого водородом в закрытом сосуде, одна из стенок которого соприкасается с наводороживающей средой. Разработано устройство, в котором металлический образец пары трения содержит внутреннюю полость, расположенную вблизи от поверхности трения и предназначенную для сбора проникающего через поверхность трения водорода 54J. [c.25]

Помимо рассмотренных методов определения склонности металлов к межкристаллитной коррозии, часть из которых стандартна, разрабатываются и другие, основанные на измерении свойств металлической решетки после разрушения ее по границам зерен. К числу таких методов, созданных в последнее время, можно отнести, например, метод определения межиристаллитной коррозии сталей по изменению внутреннего трения l[118J. Внутреннее трение по методу вынужденных колебаний измеряют на установке конструкции МИС [121]. [c.101]

При определении внутреннего трения по методу затухания свободных колебаний используют проволочные образцы длиной 310 мм. Измерения пронзводят на приборе РКФ-МИС [17] при частоте около 1 гц. Внутреннее трение характеризуется величиной логарифмического декремента затухания. Расчет ведут по формуле [c.257]

СРС 1. Полюсные фигуры были получены съемкой в железном Ре —Ка) нефильтрованном излучении длиной волны А,=0,193597 нм. Угол 0 нахо-ДИЛИ из уравнения Вульфа-Брега пА,=2й 51п9, где п — порядок отражения X — длина волны излучения с1—межплоскостное расстояние. Поправку на дефокусировку и поглощение проводили путем съемки порошкового эталона. Кроме того, для оценки структуры сплавов, подвергшихся термоциклированию в работе, применяли метод внутреннего трения [166]. При этом использовали электромагнитный метод возбуждения, схема которого показана на рис. 2.1. Декремент колебаний измеряли при поперечных колебаниях свободно подвешенного в узловых точках образца на частоте 400 Гц методом счета числа периодов свободно затухающих колебаний при уменьшении амплитуды в 1/2 раза. Для проведения опытов изготавливали специальные образцы. Центральная часть образца — исследуемый сплав, концы — магнитная сталь. При постепенном увеличении амплитуды определяли декремент возрастания. Достигнутая при этом максимальная амплитуда колебаний т поддерживалась постоянной в течение всего времени измерения декремента убывания, который с помощью щелевого дискриминатора определялся при меньших амплитудах 0<е<Вт и отвечал тренированному с амплитудой е состоянию материала образца. При исследовании структурного состояния сталей до и после различных режимов ТЦО использовали еще один метод, согласно которому определяли значения фона внутреннего трения Qф [c.35]

Определения внутреннего трения, рассмотренные в предыдущем параграфе, подсказывают различные пути, с помощью которых внутреннее трение в образце может быть измерено. Так, специфическое рассеяние можно определить непосредственно как количество тепла, которое производится, когда образец совершает замкнутый цикл напряжений. Это было проделано для стали Гопкинсоном и Вильямсом [59] и сравнительно недавно Фёпплем [34], который измерял разность температур между серединой и концами испытываемого образца, подверженного циклической деформации. Эта разность температур пропорциональна скорости образования в образце тепла и его отвода в окружающую среду. Чтобы получить абсолютные значения, использовалась калиброванная аппаратура. Калибровка производилась путем пропускания электрического тока через образец, находящийся в покое, и наблюдения разности температур при известном рассеянии тепла. Гопкинсон и Вильямс испольаовали область напряжений до 4700 кг/см и частоты до 120 гц. Из пикового значения напряжения можно вычислить максимальную упругую энергию, накопленную образцом, и отсюда определить специфическое рассеяние АЦ / Г. Главное неудобство этого метода состоит в том, что для получения доступных измерению разностей температур требуются большие силы, а потому аппаратура должна быть выполнена в промышленных масштабах. [c.102]

Как показано в предыдущей главе, потери в металлах имеют в основном тепловой характер, причем теория Зенера объясняет большинство наблюдаемых результатов. Внутреннее трение в пластиках и диэлектриках, вообще говоря, значительно выше, так что значение модуля упругости изменяется с частотой очень быстро. Эти явления будут обсуждены позже, в главе, где описаны другие методы измерения динамических упругих свойств, но здесь было бы полезным иметь оценку относительных значений величины внутреннего трения в различных материалах. В табл. 1 приведены значения, полученные Джемантом и Джексоном при частотах между 0,3 и 10 гц. Самое низкое значение внутреннего трения отмечено в пьезоэлектрических кварцевых резонаторах. Ван Дейк [147] даёт значение [c.124]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...