Способ определения декремента колебаний низкомодульного материала при изгибных колебаниях

 

Изобретение относится к исследованиям демпфирующих свойств материалов. Целью изобретения является повышение точности. Для этого возбуждают резонансные изгибные колебания подложки, имеющей форму консольной балки равного сопротивления динамическому изгибу с грузом на свободном конце и выполненной из высокодобротного материала. Измеряют частоту резонансных колебаний подложки, амплитуду колебаний защемленного конца и амплитуду деформаций на ее поверхности. Затем возбуждают изгибные колебания составного образца с частотой, равной резонансной частоте подложки. Образец представляет собой консольную балку, состоящую из подложки и покрытия из исследуемого материала, нанесенного на подложку с двух сторон слоями равной толщины. Амплитуду изгибных колебаний составного образца задают из условия равенства средней амплитуды деформации на поверхности подложки измеренной ранее амплитуде деформации на поверхности подложки. Измеряют амплитуду колебаний защемленного конца составного образца, сдвиг фаз между возбуждающей силой и вызываемой ею деформацией и регистрируют форму колебаний образца, по которым определяют декремент колебаний материала покрытия. Повышение точности обусловлено определением декремента колебаний в режиме установившихся колебаний и использованием подложки, обеспечивающей близкое к однородному

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4392692/25-28 (22) 16.03.88 (46) 15.01.90. Бюл. № 2 (71) Калининградский государственный университет (72) С.В.Буйлов, С.В.Дятченко, С.И.Корягин и А.П.Яковлев (53) 534.282:620.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1363004, кл. G Ol N 3/32, 1987.

Малкин А.Я. и др; Методы измерения механических свойств полимеров.

N. Химия, 1978, с.157-161. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕКРЕМЕНТА

КОЛЕБАНИЙ НИЗКОМОДУЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

ПРИ ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЯХ (57) Изобретение относится к исследованиям демпфирующих свойств материалов. Целью изобретения является повышение точности. Для этого возбуждают резонансные изгибные колебания под. — . ложки, имеющей форму консольной балки равного сопротивления динамическому изгибу с грузом на свободном конце и выполненной из высокодобротного материала. Измеряют частоту резонансных колебаний подложки, амплиИзобретение относится к исследованию демпфирующих свойств материалов, а именно к способам определенного декремента колебаний низкомодульных материалов при изгибных колебаниях.

Цель изобретения — повышение точности»

На чертеже представлена зависимость декремента колебаний клеевой

„„SU„„1536256 А1

2 туду колебаний защемленного конца и амплитуду деформаций на ее поверхности. Затем возбуждают изгибные колебания составного образца с частотой, равной резонансной частоте подложки.

Образец представляет собой консольную балку, состоящую из подложки и покрытия иэ исследуемого материала, нанесенного на подложку с двух сторон слоями равной толщины. Амплитуду изгибных колебаний составного образца задают из условия равенства средней амплитуды деформации на поверхности подложки измеренной ранее амплитуде деформации на поверхности подложки.

Измеряют амплитуду колебаний защемленного конца составного образца, сдвиг

fg фаз между возбуждающей силой и вызываемой ею деформацией и регистрируют форму колебаний образца, по которым определяют декремент колебаний материала покрытия. Повышение точности обусловле- 2 но определением декремента колебаний в режиме установившихся колебаний и р использованием подложки, обеспечива- © ющей близкое к однородному деформаци- © онное состояние исследуемого материала покрытия. 1 ил. композиции "Спрут-МП" от амплитуды деформации, определенного по данному способу.

На чертеже приведена зависимость декремента колебаний указанной клеевой композиции от амплитуды деформации.

Способ осуществляется следующим образом.

1536256

1 1

))(p» +2)) )) S )n,pppii pg + (р г, +21.г) ) Ь(х) Фх1-S,t МХ + I),t:, ) Ь(х)х ЙхЯ. (r=e) О О о

il

pJ р () (Q (((p,t, 2pt) ) bPx)(p dx + Mtp + 1(- ) ) -(р, t, ) b(x)x px+Mp +dpp )) и 0

Возбуждают резонансные иэгибные колебания подложки)имеющей форму консольной балки равного сопротивления динамическому изгибу с грузом на конце. Колебания возбуждают через задел5 ку путем периодического плоскопараллельного перемещения защемленного конца подложки. Измеряют частоту резонансных колебаний подложки, ампли" туду колебаний защемленного конца и ампдитуду деформации на поверхности подложки, Наносят исследуемый материал на подложку с двух сторон слоями равной толщины. Затем возбуждают иэгибные колебания составного образца где S, S — амплитудь) колебаний защемленного конце подложки и составного образца соответственно;

ы — сдвиг фазы между возбуждающей силой и деформаци-, „Q ей образца,:

j),,р — плотности материала подложки и покрытия соответ" ственно; с — толшины подложки и слоя ,> покрытия соответственно;

Ь(х), 1 — ширина и длина образца соответственно; =- g (1+—

-)-2t (t. ) — амплитуда деформации на поверхности подложки сос- 10 тавного образца;

М, I — масса и момент инерции прикрепляемого груза„ амплитуда деформации на поверхности подложки,.

Математическое соотношение для расчета декремента колебаний выведено из соотношений для баланса между кинетической и потенциалpnoß энер)-ией деформирования (pH иэ)ибных колеба50 ниях ПОДложки и сОставногo сбраэца °

Повышение точности обусловлено определением декремента .-.<олебаний в режиме установившихся колебаний при фикг сированных частоте и амплитуде дефор-- э мацийo°, ИспОльэование пОДложки B ви де балки равного сопротивления динамическому изгибу обеспечивает близкое с частотой, равной измеренной резо-. нансной частоте подложки. Амплитуду колебаний составного образца задают из условия равенства амплитуды деформации на поверхности подложки, измеренной ранее амплитуде деформации на поверхности подложки. Измеряют амплитуду колебаний защемленного конца составного образца и сдвиг фаз между ьозбуждающей силой и вызываемой ею деформацией, регистрируют форму колебаний составного образца, а декремент колебаний покрытия определяют из соотношения

) к однородному деформационное состояние материала покрытия, что также повышает точность определения декремен-. та колебаний.

Пример. Определяли диссипативные свойства клеевой композиции Спрут-MI"p. В кйчестве подложки использовалась балка равного сопротивления динамическому изгибу с параметрами, рассчитанными по известным зависимостям, при следующих исходных данных:материал подложки сталь ВМ

Ст3сп; ширина балки в заделке

55,09 мм; ширина балки в месте присоедине ни я инерционно го груз а 7, 38 мм; масса инерционного груза — 1,377 кг, момент инерции присоединенного груза

0„0102 кгм, частота резонансных колебаний подложки 32 Гц. Амплитуду деформации на поверхности подложки определяли с помощью тензодатчиков, тензоусилителя и шлейфового осцилографа. Амплитуду перемещений защемленного конца и сдвиг фаз между возбуждая)щей силой и деформацией измеряли используя тензодатчики тензоусилитель, шлейфовый осциллограф и виброметр.

Фoрмула изобретения

Способ определения декремента KOлебаний ниэкомодульногo материала при изгибных колебаниях,.по которому возбуждают иэгибные колебания составного образца, представляющего собой

Р 1

Й.+ п Г Е + (р с, +Z

d — — — — —— (Рь tî +2gt) j Ь(х)ср dx+M y((1+ о

I где S Я вЂ” амплитуды колебаний защемленного конца подложки и составного образца соответственно; цг — сдвиг фаз между возбуждающей силой и деформацией составного образца; у,у — плотности материала подложки и покрытия соответственно;

К

I(— ),, $ — (р,t Ь (х) х ах+И 1 +4 I Р )) о со, столщины подложки и слоя покрытия соответственно; длина и ширина образца соответственно; форма колебаний составного образца; масса и момент инерции прикрепленного груза; амплитуда деформации на поверхности покрытия.

1, Ь(х) М, I

Составитель H.ßìùèêîâ

Редактор М,Келемеш Техред M.Õoäàíè÷ Корректор С. ЧеРни

Заказ 103 Тираж 493 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 . 153 с консольную балку, состоящую из под" ложки из высокодобротного материала и покрытия из исследуемого материала, нанесенного на подложку с двух сторон слоями равной толщины, возбуждают резонансные изгибные колебания отдельно подложки, измеряют частоту резонансных колебаний подложки и параметры колебаний составного образца, по которым определяют декремент колебаний материала покрытия, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности, используют подложку, имеющую форму балки равного сопротивления динамическому изгибу с грузом на свободном конце, колебания подложки и составного образца возбуждают через заделку, при резонансных колеI

6256

О баниях подложки измеряют амплитуду колебаний защемленного конца подлож.ки и амплитуду деформаций на поверх- ности подложки, колебания; составного

5 образца возбуждают на резонансной частоте подложки, а амплитуду изгибных колебаний составного образца задают из условия равенства средней амплитуды деформации на поверхности подложки измеренной ранее амплитуде деформации на поверхности подложки, измеряют амплитуду колебаний защем-,: ленного конца составного образца и сдвиг фаз между возбуждающей силой и вызываемой ею деформацией, регистри" руют форму колебаний составного образца, а декремент колебаний покрытия определяют из соотношения