Способ исследования динамических характеристик вязко- упругих материалов

биб: <>

Союз Советских

Социалистических

Республик (1))! 557292

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.07.75 (21) 2159011/28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет(43) Опубликовано 05.05.77.Бюллетень №17 (45) Дата опубликования описания 80.06.77 (51) М. Кл >

6-01 М 3/00

Гааудерстееииый комитет

Саавтв Министров СССР по делам изобретений и аткрь1тий (53} УДК 620.175.а1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н, I! Морозова и С. А. Рыбак (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ;

ХАРАКТЕРИСТИК ВЯЗКО-УПРУГИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измерению динамических характеристик вязко-упругих материалов, в частности к определению модуля

Юнга или модуля сдвига.

Известен способ исследовании динамичес-, 5 ких характеристик вязко-упругих материалов, обладаюших адгезией к металлам, заключаюшийся в том, что полоску исследуемого материала наклеивают на конец жесткого цилиндрического стержня, который затем поме- о шают в стальную трубу, заполненную водой, возбуждают в стержне с наклеенным образцом акустические колебания и по изменению фазы и амплитуды и амплитуды отраженной волны от стержня с наклоненным на него 1к кольцевым образцом и без него вычисляют модуль сдвига и коэффициент потерь материала (1 ).

Недостатком способа является невозмож- gp ность исследования материалов на низких частотах, что обусловлено способом возбуждения колебаний, а также невозможность исследования динамиче,;их характеристик ма6. териалов с модулем упругости порядка 10 25

z

10 н/м . Это объясняется тем, что исследуемый материал сползет" со стержня.

Известен также способ исследования ди намических характеристик вязко-упругих материалов, обладаюших,адгезией к металлам заключаюшийся в том, что в слоистом образце, содержашем в качестве одного из слоев исследуемый материал, возбуждают резонансные изгибные колебания, измеряют резонансную частоту и коэффициент потерь и рассчитывают модуль сдвига (2g. По этому способу исследуемый материал, вырезанный предварительно в виде полосы, наклеивают на плоский металлический стержень прямоугольного сечения. Недостаток способа — невозможность исследования динамических характеристик материалов с модулем

6 1 2 упругости порядка 10 - 10 н/м, так как исследуемый материал с модулем тако» го порядка "сползает" с металлического слоя.

Цель изобретения — исследование динамических характервстик материалов с модулем упругости порядка 10 - 10 н/м .

Для этого используют трехслойный симмег5572М

1 формула изобретения ужчный образец, средний слой которого вь нолнен из исследуемого материала и имеет толщину,не более 0,1 от толщины крайних слоев, возбуждают также резонансные изгибные колебания однородного образца, имеющего те же геометрические параметры, что и трехслойный, и выполненного из того же материала, что и крайние слои трехслойного образца, оцределяют волновое число для однородного образна, а модуль сдвига иссле- р

-дуемого материала образца определяют по формуле (в ) ъ )/г ()),k „с

С = г.. („ )(+) 1,(, r сне щ сс.,Г с - комсаексная рееонансэ ная частота трехслойного образца; .Ж - резонансная частота трехслойного образца, полученная из эксперимента;

g - коэффициент потерь трехслойного образца;

- волновое число однородного образ— толщина крайнего слоя трехслойно1 го образца; — толшина исследуемого среднего слоя

2 трехслойного образца; — модуль Юнга аатериала крайнего слоя;

3О р — плотность материала крайнего слоя, )) — размерный коэффициент„

Р,=(Е Q )/1Z — изгибная жесткость материала

4 1 крайнего слоя; гл = D L> — поверхностный вес материала г з * И крайнего слоя.

Способ реализуют след)".юшим образом„

Трехслойиый симметричный образец, средний слой которого выполнен из исследуемого материала и имеет толщину не более 0,1 от толщины крайнйх слоев„зажимают с одного или двух концов или свободно подвешивают, возбуждают резонансные изгибные колебания, измеряют резонансную частоту и коэффициент петерье Далее берут однородный образец, имеющий те же геометрические параметры, что и трехслойный, и выполненный из того же материала, что и крайние слои трехслойного образца, также возбуждают резонансные колебания однородного образца, определяют его волновое число и считают равными волновые числа одпородпого образца и трехслойного. Модуль сдвига исследуемого материала среднего слоя трехслойного образца вычнсляют по вышеприведенной формуле.

Такой способ исследования динамических характеристик позволяет исследовать .; атериалы с модулем упругости порядка 10

6 1 7 — 10 и/м, 60

Способ исследования динамических характеристик вязко-упругих материалов, обладающих адгезией к металлам заключающийся в том, что в слоистом образце, содержащем в качестве одного из слоев исследуемый материал, возбуждают резонансные иэгибные колебания, измеряют резонансную частоту и коэффициент потерь и рассчитыва. ют. моду.гь сдвига, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью исследования матбериалов с модулем упругости порядка 10 ч

1 . Л10 н/м, используют трехслойный симметричный образец, средний слой которого выполнен из исследуемого материала и имеет толщину не более 0,1 от толщины крайних слоев„ возбуждают также резонансные изгибные колебания однородного образца, имеющего те же геометрические параметры, что и трехслойный, и выпопненного из того же материала, что и крайние слои трехслойного образца, определяют волновое число для однородного образца, а модуль сдвига исследуемого материала образца определяют по Формуле (B„hk ) /? (3„8 — mÄ m ) D„k — тл Ю +(В )), +)/4сие Xe=uu + i q — комннексная рено нансная частота трехслойного образца; ю — резонансная частота трехслойного образца, полученная из эксперимента;

)) - коэффициент потерь трехслойного образна;

)(— волновое число однородного образljQ

)) — толщина крайнего слоя трехслой1 ного образца; и — толщина исследуемого среднего

2 слоя трехслойного образца;

Š— модуль Юнга материала крайнего

1 слоя; р, — плотность материала крайнего слоя; ц р ), — разл ерный коэффициент;

1 1 1

D,=(E,h,)112 — изгибная жесткость материала крайнего слоя;

m. =у,$ — поверхностный вес материала крайнего слоя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Агеева Н. С. Измерение акустических параметров материалов на ультразвуковых частотах при помощи импульсной трубы, нЛкустический журнал", 1955, т, 1, вып. 2, стр. 110-120.

2. А 4он1. сs Be hрfkL ", 1952, ge 1. q"lр ) С, 1 19 1 °