Способ измерения реологических характеристик вязко- эластичных сред

ОПИСАНИЕ

ИЗОЫИтЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

3277О5

Союз Советских

Социалистических

Ресит1бпик

Зависимьш от патента ¹.11. Кл. 6 01п 11 14

Заявлено 21.Х.1966 (¹ 1111185 26-25) Приоритет 21.Х.1965, ¹ 35686, Франция

Комитет оо делан изабретеиий и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 532.137(088.8) Опубликовано 26.!.1972. Бюллетень Л 5

Дата опубликования о|п1сання 23.111.1972

Автор изобретения

11íостранец

Андре Кепе (Франция) 11ностранная фирма

«Этилен Пластик, А. 0.» (Франция) Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИС1ИК

ВЯЗКО-ЭЛАСТИЧНЫХ СРЕД

Изобретение относится к област.i исследования реологических характеристик вязко-эластичных сред.

Известен способ измерения реологических характеристик вязко-эластичных сред, основанный на измерении вязко-упругой реакции испытуемой среды при наложении на нее момента вращения относительно двух материальных осей.

Способ, осуществляемый согласно изобретению, позволяет одновременно измерять вязкость и упругость вязко-эластичной среды.

На фиг. 1 и 2 схематически показана кинематика движения исследуемых по иредлагасмому способу твердых образцов или жидких проб вязко-эластичных сред.

Тело 1 неподвижно, а тело 2 вращается воi(pуг оc11 Q — 0 TeJlа 1, оi1иcI iвая 1(oii i c вершиной О и полууглом и при вершине.

При таком движении конец тела 2, закрепленный в шарнире О, приводится в движение ио отношению к концу тела 1, закрепленному в том же шарнире. При этом вязко-эластичный шарнир 0 сопротивляется этому движению с силой f, которая пропорциональна угловой скорости точки Р тела 2 и тангенциальиа к круговой траектории этой точки в случае, если угол а невелик.

Кроме того, благодаря своей упругости шарнир 0 воздействует на точку P силой упругой реакции f, направленной к центру Р окружности, описываемой точкой P.

Следовательно, для преодоления силы 1" и 1" и поддержания равномерного движения точ5 ки Р по ее траектории на точку Р следует действовать силой Г, которая разлагается на две ортогональные силы F и F", соответственно равные и направленные противоположно f

f", причем угол между F и Е" составляет б.

Ра=стояние между точками l и P .,арактсризует дсформацшо системы под действием силы F.

Во втором случае (фиг. 2) нри движении, 15 описанном в первом случае, предполагают, что наблюдатель вращается вместе с точкой P вокруг оси Q — О с той жс скоростью. Для этого наблюдателя точка Р неподвижна, тело

1 вращается вокруг своей оси с угловой ско20 ростью со, а тело 2, гомокинетически связанное телом 1, вращается вокруг своей оси с угловой скоростью от. Для этого наблюдателя сила F является силой, необходимой для поддержания точки Р в неподвижном состоянии

25 при вращении двух наклонных тел 2 и 1 с одинаковой скоростью вокруг соответствующих осей, Эта сила уравновешивает результирующую силу 1 сил упругой реакции и вязкой реакци.l f, с которыми ден-твует шарнир О

30 на точку Р.

327705

Силы f и f" соответствуют парам упругой С и вязкой С" реакций шарнира на тело 2, моменты которых равны соответственно / d и f"d, где d расстояние между точками О и R. ЭТ1 моменты могут быть измерены относительно ориентирующей оси О,, расположенной в плоскости, проходящей через О и перпендикулярной к осн Х.

Если ось О„. перпендикулярна к плоскости двух стержней, можно измерить С, если О находится в плоскости двух стержней, мо)кно измерить C"; если О образует угол h с плоскостью двух стержней, то измеряемая нара равна нулю, что дает возможность измерить б.

При вращении с одинаковой скоростью двух тел, соединенных .связью вязко-эластичного типа, и поддержании их в наклонном положении друг к другу под углом cL, одно из тел .подвергается за счет этой связи дсйствшо реакционной пары, разлагасмой на две пары, одlld нз которых зависит от унругос7и, ll друГс!5! — OT B5!3KOCTII ЭТОЙ СВ5131!.

Если учитывать IlpIIBCLlellllh ю выше снсгсму, то можно представить себе дв,l слу ия, обусЛОВлснных фпзнчсскОЙ IlpIIpogoll cB51311 О, н

3L T0 I I I И ТЬ 3 а В Н С И М 0 СТП 1! Е)Кду С 11.7 сl М И F И с) деформацией г н скоростью вращения !).

Если эта связь ведет себя подобно вязкоэластичному линейному твердому телу (твердому телу 13,ельвнн51-Фойгта), то F = 3 ., гдс

I — модуль упругости, связанный с orдслы!ой точкой Р, н F"=Ijru), где !1 — коэффициент

ВЯЗКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ тВСРДОГО тСЛа, сl

F)> с со фо=F Е

ГС Ill> В ll j)OTIII30110 70)KIIOCTb BTOI)13)) СВ5131> ВСдет себя подобно линейной вязко-эластичной жидкости (жидкости Максвелла, схематически изображаемой последовательно располо5 женными пружиной и амортизатором), тополучают следующие соотношения: .с Я

Р =

Е

F =- tj E3)I,;

F" С" Е ф6 =—

F С

Подобный тнн связи может быть осуществлен при помещении изучаемой жидкостямн

15 ме)кду двумя концентрическими частями шара с центром О, с близкими радиусами, причем часть полого шара с большим радиусом соответствует телу В, в то время как внутрешгя» часть шара соответствует телу Л.

П р с д м с т 113 o o p e T O II II »

Способ измерения рсологпчсскнх характсрнСТ!IК 13ЯЗКО-ЭЛ сlСТI! 1111>IХ СРСД, ОС! IОВсlпиы и 11»

25 измерении вязко-упругой реакции исныпгуемой среды, с использованием двух тел, между коTOРЫМН ПОМЕЩСНВ IICÏ! IòÓOÌB53 СРСДВ, ОТЛас!аLOLL(LLLLc5L тем, что, с целью одноврсмсllllol нз)1OP!. I1l1H B5I3K0CTII I1 УПРУГОС7 И, 1!. IB Ilj)IIB07,51 I

30 во !3ра1цснне с одинаковой скоростью и в одном направлении, причем осн вращения тел направляют под углом друг к другу и измеряIОТ МОМ IITI>1 Д13) Х 1!а j), СОСТсlВЛЯIОIЦИХ РСа КцiIoIIIIi пару, причем один нз моментов ха5)5 ));1ктс))и 33 c1 Вязкость, Qj)3 I oil — )))Il p) гость исследуемой среды.

327705

Фиг. Я

Составитель Л. Маловичко

Техред 3. Тараненко

Редактор И. Орлова

Коррсктор О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 642/7 Изд. Х 156 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раугиская наб., д. 4,5