Способ определения динамического модуля юнга

 

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов. Целью изобретения является расширение класса исследуемых материалов. Для этого составной образец, выполненный в виде двух соосных стержней, жестко связанных торцами с центральной частью из исследуемого материала, подвешивают на двух нитях в узлах колебаний к вибровозбудителю и вибропреобразователю, возбуждают резонансные изгибные колебания составного образца и измеряют их частоту. Модуль Юнга исследуемого материала определяют по измеренной резонансной частоте с помощью зависимости динамического модуля Юнга материала центральной части составного образца от частоты его резонансных изгибных колебаний, для нахождения которой предварительно измеряют резонансные частоты изгибных колебаний серии идентичных по размерам составных образцов с центральной частью из различных материалов с известными модулями Юнга. Способ обеспечивает определение динамического модуля Юнга материалов, изготовление из которых образцов с размерами более 5...7 мм невозможно. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (511 4 С 01 М 3/32

> . "M3hhfl

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4341772/25-28 (22) 11, 12. 87 (46) 30.06,89, Бюп. 1(?! (7l) Институт физики твердого тела и полупроводников АН БССР (72) A.Â.Ìàçîâêî, В, Б,Пипипо, Н.А.П1ишонок и А.Н,Чобоа (53) 620,178.3(088„8) (56) Ферри Дж, Вяэкоуяругие свойства полимерных материалов, M.: Иностр. литература, 1963.

Авторское свидетельство СССР

1(! 1019279, кл. G 01 N 3/32, 1983, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО МОДУЛЯ ЮНГА (57) Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов. 11елью изобретения является расширение класса исследуемых материалов ° Дпя этого составной образец, выполненный в виде двух соосных стержней жестко свяэанньix торцами с центИзобретение относится к исследованию механических свойств материалов, а именно к способам определения динамического модуля Юнга, Цель изобретения — расширение класса исследуемых материалов.

На фиг.1 представлен график зависимости модуля 10нга материала центральнои части составного образца от частоты его резонансных иэгибных колебании; на фиг,2 — график температурной зависимости динамического модуля Юнга поликристалла сфалеритного нитрида бора, ральной частью из «сслсдуе.!ог0 материала, подвешивают на двух нитях в узлах колебаний к вибровоэбудителю и вибропреобразоватслю, возбуждают резонансные изгибные колебания составного образца и измеря ат «х частоту.

Модуль Юнга «сспедуемого матсриала огределяют по измеренной резонансной частоте с помощью зависимости динамического модуля Юнга материала центральной части составного образца от частоты его резонансных иэгибных колебаний, для нахождения которой предварительно измеряют резонансные часToTb(изгибных колебаний серии идентичных по размерам составных образцов с центральной частно и i различньх материалов с известными модулями

10нга, Способ обеспеч«пает определение динамического модуля Юнга материалов, изготовление из которых образцов с размерами более 5-7 мм невозможно, 2 «л.

Способ осуществля ат следующим образом, Предварительно определяют резонансные частоты изг«б«ых колебаний подвешенных к вибровозбуд«телю « вибропреобразовател1а иа двух нитях в узлах колебаний серии идентичных по размерам составных образцов, выполненных в виде двух соосных стержней, жестко связанных торцами с центральной частью из различных материалов с известными модулями Юнга, и находят зависимость динамического модуля Юнга централы ой ч c « coc1490582 тавного образца от его частоты иэгибных резонансных колебаний, Измеряют частоту изгибных резонансных колебаний составного образца с центральной частью иэ исследуемого материала и по этой частоте и зависимости модуля Юнга материала центральной части составного образца от его частоты иэгибных резонансных колебаний определяют динамический модуль Юнга исследуемого материала, Предлагаемый способ обеспечивает возможность определения динамического модуля Юнга материалов, из которых невозможно изготовить образцы размерами более

5-7 мм.

15

Пример. Определяют модуль

Юнга сфалеритного нитрида бора, Для 20 этого шлифовкой и металлографической полировкой граней изготавливают образцы исследуемого материала в виде прямоугольных параллелепипедов размерами I 5õ2; 2х3, 00 мм, жестко э акр еп- 25 ляют в точечных резьбовых зажимах, выполненных из стали 1X18HlOT, Точечные зажимы представляют собой выполненные на торцах стержней пазы шириной 1,8 мм, в которые входит обра- 30 зец исследуемого материала — центральная часть составного образца, Фиксация центральной части в пазах производится двумя винтами М2 с коническими концами. Зажимают центральную часть по нейтральному волокну изгиба, что обеспечивает отсутствие влияния степени эажатия на резонансную частоту cocTBBHoI образца, Согласно другому варианту крепление центральной час-40 ти к с ержням осуществляют плоскими захватами, зажимающими образец исследуемого материала по узким участкам проч ивс положных граней шириной О, 30,5 мм, 45

Собранный составной образец при помощи иикелиновых нитей диаметром

0 03 мм в узлах колебаний основной

Ф частоты прикрепляют к вибровозбудителю и вибродатчику, В качестве вибровозбудителя использкют телефон

Т0Н-2, в качестве вибродатчика пластину пьезокерамики Т-1700. Подвешивание производят таким образом,что составной образец располагается строго горизонтально, а нити подвеса параллельны одна другой, Затем с помощью вибровоэбудителя, питаемого генератором Г4-153, устанавливают режим вынужденных колебаний на основной резонансной частоте. Сигнал с вибродатчика поступает на селективный вольтметр Вб-9 и оциллограф

С1-83 для наблюдения формы колебаний и момента резонанса. Для определения модуля Юнга по известной резонансной частоте используют зависимость модуля Юнга центральной части составного образца от частоты его резонансных иэгибных колебаний, Для этого предварительно измеряют резонансные частоты составного образца центральной частью из магериалов с известными модулями упругости: Эльбора-РМ, гексанита-P) композита ИТ-05 и креамики нитрида кремния и находят зависимость модуля Юнга центральной части составного образца от частоты его реэонансных изгибных колебаний (фиг.1).

Определеннная данным способом температурная зависимость модуля Юнга сфалеритного нитрида бора представлена на фиг,2, Формула изоб р ет ения

Способ определения динамического модуля !Онга, по которому составной образец, выполненный в виде двух

cooсных стержней, жестко связанных с центральной частью из исследуемого материала, подвешивают на двух нитях в узлах колебаний к вибровозбудителю и вибропреобраэователю, возбуждают резонансные изгибные колебания, измеряют резонансную частоту изгибных колебаний, по которой определяют динамический модуль Юнга исследуемого материала, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения класса исследуемых материалов, предварительно измеряют резонансные частоты изгибных колебаний серии идентичных по размерам составных образцов с центральной частью из различных материалов с известными модулями

Юнга, находят зависимость динамического модуля Юнга материала центральной части составного образца от частоты его резонансных изгибных колебаний и по этой зависимости и по измеренной резонансной частоте образца с центральной частью из исследуемого материала определяют динамический модуль

Юнга исследуемого материала.!

490582

E,ГП

100

E,ÃÏ

70D

500

800 фив. 2

800

Составитель Н.Ямщиков

Техред М.Дидык Корректор О,Чигинева

Редактор С.Лисина

Заказ 3747/50 Тир аж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101