Способ определения коэффициента пуассона

 

Изобретение относится к определению физико-механических свойств материалов, а именно их упругих характеристик, Цель изобретения - повышение достоверности при исследовании кристаллических материалов с кубической решеткой за счет учета погрешностей , связанных с ориентированием кристаллической решетки. В призматическом или цилиндрическом образце монокристалла, ориентированном вдоль одной из главных осей решетки, возбуждают изгибные резонансные колебания и определяют модуль Юнга Е по резонансной частоте, позбуждают резонансные крутильные колебания и определяют модуль сдвига G по резонансной частоте крутильных колебаний. В случае ориентации образца вдоль ребра решетки козффициент Пуассона ju определяют по формуле (Г 1) - ( О. при ориентации образца вдоль главной диагонали определяют коэффициент Пуассона по формуле (U . (1 + E/2G)/(4E/G - 1). i (Л : 4 X

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН цц 4 G 01 N 3/00 3/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPHTVM

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р,» - . р=-(1

4 (- + 1)).

Е

G (1 + Е/2G) / (4Е/G — 1) . (21) 4010467/25-28 (22) 17,01.86 (46) 30,10.87. Бюл. У 40 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

"ЦНИИТМАШ" (72) Д. М. Шур (53) 620.174(088,8) (56) Металлы. Динамический метод определения характеристик упругости.

ГОСТ 25156-82. M. 1982, с. 1-5, пп. 6,2, 6.3, 6,4 и 6.5. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ПУАССОНА (57) Изобретение относится к определению физико-механических свойств материалов, а именно их упругих характеристик, Цель изобретения — повышение достоверности при исследовании кристаллических материалов с кубической решеткой за счет учета по„„SU„„1348703 А1 грешностей, связанных с ориентированием кристаллической решетки. В призматическом или цилиндрическом образце монокристалла, ориентированном вдоль одной из главных осей решетки, возбуждают иэгибные резонансные колебания и определяют модуль Юнга Е по резонансной частоте, позбуждают резонансные крутильные колебания и определяют модуль сдвига С по резонансной частоте крутильных колебаний, В случае ориентации образца вдоль ребра решетки коэффициент Пуассона р определяют по формуле

При ориентации образца вдоль главной диагонали определяют коэффициент

Пуассона по формуле

1348703

1 Е ! +

2 G

4

Е

4 — — с

Изобретение относится к определению физико-механических свойств материалов, а именно их упругих характеристик °

Цель изобретения — повышение достоверности результатов при исследовании кристаллических материалов с кубической решеткой за счет учета погрешностей, связанных с ориентйронанием кристаллической решетки.

Способ реализуется следующим образом, Изготавливают образец монокристалла с кристаллической решеткой с осью вдоль одного из главных направлений кристаллической решетки ° Возбуждают в нем резонансные изгибные колебания на установке для определения модуля

Юнга и измеряют резонансную частоту, Затем возбуждают в нем резонансные крутильные колебания и изменяют резонансную частоту ° При измеренным резонансным частотам изгибных и крутильных колебаний,определяют модуль

Юнга Е и модуль сдвига С. Поскольку материал образца является монокристаллическим с кубической решеткой, в главных ося-.с все модули Юнга совпадают, а следовательно, напряженное состояние при изгибе и кручении является таким же, как при изгибе и кручении изотропного образца, то модули Юнга и.сдвига определяются расчетным путем так же, KdK и в случае изотропного материала, Модули Юнга и сдвига можно определять непосредственным измерением продольной деформации при растяжении образца вдоль оси и угла закручивания образца при нагружении крутящим моментом, однако резонансные методы являются менее трудоемкими и позволяют добиться более высокой точности, В случае, ког-да ось образца ориентирована вдоль ребра решетки, коэффициент Пуассона определяют по формуле р = -1 (+ !) +8 — (- + 1)i

1 1 Е Е

4" G G

Если же ось образца ориентирована вдоль главной диагонали решетки, коэффициент Пуассона определяют по формуле

Зр

50 где Š— модуль Юнга вдоль оси образца;

G — модуль сдвига в плоскости, перпендикулярной его оси °

Знание трех характеристик упругости: модулей Юнга и сдвига и коэффициента Пуассона — позволяет по известным формулам преобразования тензоров определить характеристики упругости кубического кристалла в любых других кристаллографических осях, Размеры атомов, находящихся в

"узлах" решетки, пренебрежимо малы по сравнению с размерами элементарной кубической ячейки, деформации являются малыми, а межузловые связи являются линейно-упругими, Проверка возможности применения предлагаемых зависимостей для определения всех характеристик упругости кубического монокристалла по значениям модулей Инга и сдвига осуществлена по следующей методике. По экспериментальным значениям модулей

Юнга и сдвига в осях, ориентированных вдоль ребер решетки, определен коэффициент Пуассона, затем с помощью известных формул тензорных преобразований определены модули Юнга и сдви-га в осях, ориентированных вдоль глзвных диагоналей, которые сравнены с их экспериментальными значениями °

11аксимальная погрешность по всем известным экспериментальным данным для оценки модуля Nnra в направлении главной диагонали !57., для оценки модуля сдвига — 87., что объясняется несовершенством реальных кристаллов в сравнении с идеальными кубическими монокристаллами ° Подтверждением достоверности способа является, в частности, и то, что в соответствии с приведенными зависимостями, в случае изотропного материала, коэффициент

Пуассона должен быть равен 0,25, что с погрешностью менее 27 совпадает с коэффициентом Пуассона изотропного кубического монокристалла вольфрама (! ), Фор мула изобретени я

1 ° Способ определения коэффициента Пуассона, заключающийся в том, что определяют модуль Юнга и модуль сдвига на призматическом образце материала и по этим параметрам определяют коэффициент Пуассона р . о т

1348? 03 кристалла, а коэффициент Пуассона определяют по следующей зависимости:

1/4

+ 8 — (Е/С+1) (1+Е/2G)/(4Е/G-1)., Ф

Составитель Д, Поспелов

Редактор И. Рыбченко Техред Л.Олийнык Корректор М, Максимишинец

Заказ 5182/42 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов при исследовании кристаллических материалов с кубической решеткой, в качестве образца используют монокристалл, модуль Юнга Е определяют в направлении одной из его главных осей симметрии, а модуль сдвига G — в плоскости, перпендикулярной этой оси.

2. Способ по п, 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что модуль Юнга Е определяют вдоль ребра решетки моно3. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что модуль Юнга Е определяют вдоль главной диагонали

10 решетки монокристалла, а коэффициент

Пуассона определяют по следующей зависимости: