Способ динамических испытаний образцов

 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, в частности к способам динамических испытаний. Повышение точности путем исключения погрешности измерения давлений, обусловленной дисперсией упругих волн в волноводах, достигается за счет того, что образец размещают между двумя стержневыми волноводами, в одном из волноводов возбуждают продольную упругую волну, с помощью датчиков, расположенных в волноводах, регистрируют давления падающей, отраженной и прошедшей через образец волн, по которым определяют динамические зависимости напряжений и смещений торцевых сечений образца. Продольную упругую волну возбуждают в центральной части волновода так, чтобы она была симметричной относительно зоны возбуждения. Давление упругих волн регистрируют с помощью трех датчиков, два из которых располагают вблизи торцов образца, а третий, служащий для регистрации давления падающей волны, - в возбуждаемом волноводе на расстоянии от зоны возбуждения, равном расстоянию от этой зоны до торца образца. По разности давлений, зарегистрированных с помощью датчиков, расположенных в возбуждаемом волноводе, определяют давление отраженной волны. 1 ил.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, в частности к способам динамических испытаний.

Известен способ динамических испытаний образцов, заключающийся в том, что образец размещают между двумя стержневыми волноводами, в одном из которых возбуждают продольную упругую волну, с помощью датчиков, расположенных в волноводах, регистрируют давления падающей, отраженной и прошедшей через образец волн, по которым определяют динамические зависимости напряжений и смещений торцевых сечений образца (Патент Франции 218977, кл. G 01 N 3/00, 1977).

Известный способ обладает недостаточно высокой точностью из-за влияния дисперсии упругих волн на показания датчика, размещенного в возбуждаемом волноводе. Кроме того, на точность отрицательно влияет ограниченность интервала времени регистрации, обусловленная интерференцией падающей и отраженной волн.

Задачей изобретения является создание способа динамических испытаний образцов, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в повышении точности за счет исключения погрешности измерения давлений, обусловленной дисперсией упругих волн в волноводах.

Этот технический результат в способе динамических испытаний образцов, заключающемся в том, что образец размещают между двумя стержневыми волноводами, в одном из которых возбуждают продольную упругую волну, с помощью датчиков, расположенных в волноводах, регистрируют давления падающей, отраженной и прошедшей через образец волн, по которым определяют динамические зависимости напряжений и смещений торцевых сечений образца, достигается тем, что продольную упругую волну возбуждают в центральной части волновода так, чтобы она была симметричной относительно зоны возбуждения, а давление упругих волн регистрируют с помощью трех датчиков, два из которых располагают вблизи торцов образца, а третий, служащий для регистрации давления падающей волны, - в возбуждаемом волноводе на расстоянии от зоны возбуждения, равном расстоянию от этой зоны до торца образца, и по разности давлений, зарегистрированных с помощью датчиков, расположенных в возбуждаемом волноводе, определяют давление отраженной волны.

Вследствие регистрации давлений с помощью двух датчиков, расположенных в возбуждаемом волноводе указанным образом, влияние дисперсии упругих волн исключается, поскольку давление отраженной волны определяется по разности показаний двух датчиков, влияние дисперсии на показания которых одинаково. Кроме того, симметричная упругая волна не интерферирует с отраженной от образца волной, что также повышает точность предлагаемого способа.

На чертеже представлена схема устройства, реализующая предлагаемый способ.

Образец 1 размещают между двумя стержневыми волноводами 2 и 3, в одном из которых, например волноводе 3, в его центральной части (зоне возбуждения) возбуждают с помощью излучателя 4, например, в виде пьезоэлементов продольную упругую волну таким образом, чтобы она была симметричной относительно зоны возбуждения.

С помощью пьезоэлектрических датчиков 5, 6, 7, расположенных в волноводах 2 и 3, два из которых 5 и 6 располагают вблизи торцов образца 1, а третий датчик 7, служащий для регистрации давления падающей волны, - в возбуждающем волноводе 3 на расстоянии от зоны возбуждения, равном расстоянию от той же зоны до торца образца 1, и регистрирующего прибора 8 определяют давления падающей, отраженной и прошедшей через образец 1 волн, причем давление отраженной волны определяют по разности давлений, зарегистрированных с помощью датчиков 6 и 7, расположенных в возбуждающем волноводе 3.

Определив указанные давления, определяют динамические зависимости напряжений смещений торцевых сечений образца 1.

В результате возбуждения и регистрации симметричной упругой волны в возбуждающем волноводе практически полностью исключается погрешность измерений давлений, обусловленная дисперсией упругих волн в волноводах, что приводит к повышению точности определения динамических зависимостей напряжений и смещений торцевых сечений образца.

Формула изобретения

Способ динамических испытаний образцов, заключающийся в том, что образец размещают между двумя стержневыми волноводами, в одном из волноводов возбуждают продольную упругую волну, с помощью датчиков, расположенных в волноводах, регистрируют давление падающей, отраженной и прошедшей через образец волн, по которым определяют динамические зависимости напряжений и смещений торцевых сечений образца, отличающийся тем, что продольную упругую волну возбуждают в центральной части волновода так, чтобы она была симметричной относительно зоны возбуждения, а давление упругих волн регистрируют с помощью трех датчиков, два из которых располагают вблизи торцов образца, а третий, служащий для регистрации давления падающей волны, - в возбуждаемом волноводе на расстоянии от зоны возбуждения, равном расстоянию от этой зоны до торца образца, и по разности давлений, зарегистрированных с помощью датчиков, расположенных в возбуждаемом волноводе, определяют давление отраженной волны.

РИСУНКИ

Рисунок 1