Устройство для измерения внутреннего трения материалов

с

В.С. Копань, С.Л. Рево, В.П. Майборода и В.Н. Ткач -" " - "

Ъ. с .

"Г.Г : "< а (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Киевский ордена Ленина государственный университет. им. Т. Г. Шевченко (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО

ТРЕНИЯ, МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к технике определения физико-механических свойств материалов и касается устройства для измерения внутреннего трения в материалах.

Известно устройство для измерения внутреннего трения материалов, содержащее корпус, маятник с зеркалом, два соосно установленных зажима образца, один из которых закреплен на корпусе, а второй — на маятнике, оптическую систему, предназначенную для форми ро ва ни я входно го оп ти че ско го си гнала, поступающего на зеркало, записывающий блок и преобразователь масштаба, расположенный между записывающим блоком и зеркалом (1) .

В известном устройстве преобразователь масштаба выполнен в виде системы отражающих пла стин, перпендику" лярных плоскости колебания луча, ориентированных под углом от 44 до

46 к лучу и выставленных в плоскости колебания луча так, что координа2 ты проекции ребра Х и У связаны между собой определенным соотношением.

Недостаток известного устройства состоит в том, что при необходимости переналадки устройства на новый диапазон чувствительности требуется l50300 отражающих пластин установить в . пространстве с точностью 0,05-0,1

Это очень трудоемкая операция, требующая высокой квалификации от оператора

Цель изобретения - снижение трудоемкости при переналадке прибора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус, 15 маятник с зеркалом, два соосно установленных зажима образца, один из которых закреплен на корпусе, а второй — на маятнике, оптическую систего му, предназначенную для формирования входного оптического сигнала, поступающего на зеркало, записывающий блок и преобразователь масштаба, расположенный между записывающим блоком.

3 95486 и зеркалом, преобразователь масштаоа выполнен в виде системы оптических волокон цилиндрического шаблона, установленного соосно с зажимами и с возможностью плОскО-параллельнОгО перемещения вдоль оси, перпендикулярной плоскости зеркала и прямолинейного шаблона, а концы каждого иэ оптических волокон закреплены в этих шаблонах с координатами, выбранными 1в из условия

+ Х„= КЕ„/R Cp;/, (!) где i - порядковый номер оптического волокна; (, - угловая координата крепления конца оптического волокна в цилиндрическом шаблоне,отсчитываемая от оси, перпендикулярной плоскости зеркала (знак "плюс" ставится справа от оси, знак "минус". ! слева);

R - радиус цилиндрического шаблона; .К - масштабный множитель; 25

Х - координата крепления конца

1 оптического волокна в прямолинейном шаблоне, мм (знак

"плюс" соответствует положительным углам („, а знак З

"минус" - отрицательным).

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, вид сверху.

Устройство содержит корпус 1, в котором установлен одий из зажимов (условно не показан), предназначен-, 3$ ный для закрепления в нем образца.

Второй зажим (не показан) установлен соосно с первым зажимом и закреплен на маятнике 2, на котором установлено также зеркало 3. Устройство содержит, кроме того, оптическую систему (не показано),. предназначенную для формирования входного оптического сигнала, поступающего на зеркало 3.

Зеркало 3 предназначено для отражения этого сигнала (на чертеже показаны два промежуточных положения отраженного оптического сигнала 4 и 5 соответственно и нулевое положение 6) и направления его в преобразователь масштаба. Преобразователь масштаба выполнен в виде системы onтических волокон, где позиции 7 и 8 - крайние положения оптических волокон, 9 и 10промежуточные положения оптических волокон, 11 и 12 - оптические волокна, определяющие нулевую точку при отсчете амплитуд колебаний, цилинд4

4 рического шаблона 13 который установлен в корпусе 1 соосно с зажимами, и прямолинейного шаблона 14. Цилиндрический шаблон 13 установлен в корпусе 1 с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль оси, перпендикулярной плоскости зеркала 3 (пунктирной линией 15 изображено новое положение цилиндрического шаблона 13). Цилиндрический шаблсн 13 представляет собой гибкую полосу, которая в зависимости от ее положения относительно зеркала 3 с помощью винтов 16 изгибается до нужной кривизны.

Одни концы оптических волокон 712 закрепляются в цилиндрическом шаблоне 13, а другие их концы - в прямолинейном шаблоне 14. При этом координаты точек закрепления оптических волокон 7- 12 в шаблонах 13 и

14 выбираются из условия (1). !!ежду оптическими волбкнами 11 и 12, определяющими нулевую точку при отсчете амплитуд и координаты которых на цилиндрическом шаблоне 13 отвечают ус ловию (RQ<) = 1, оптических волокон нет. Устройство имеет также записывающий блок 17, который предназначен для регистрации процесса затухания маятника 2 во времени.

Устройство работает следующим образом.

Испытываемый образец мате риала закрепляют в зажимах и маятнику 2 задают начальную амплитуду. В процессе свободных колебаний маятника 2 входной оптический сигнал, отражаясь от зеркала 3, поступает в систему оптических волокон 7-12 и затем на записывающий блок 17, который, благодаря соотношению (1), записывает отклонение маятника от положения равновесия B логарифмическом масштабе.

Это позволяет избежать промежуточной операции логарифмирования амплитуд колебаний маятника 2 и с помощью записанного графика определить сразу внутреннее трение в образце.

Если нужно изменить чувствитель,ность устройства, то цилиндрический шаблон 13 перемещают параллельно самому себе вдоль Оси, перпендикулярной плоскости зеркала 3, например, в положение 15. при этом с помощью винтов 16 его иэгибают до нужной кривизны, определяемой иэ условия соосного расположения Оси зажимов и образованной цилиндрической поверхности.

Формула изобретения

5 95486

Поскольку изгиб оптических волокон

7-12 при перемещении цилиндрического шаблона 13 в новое положение 15 не влияет на ход лучей в них, только эти операции необходимы для переналадки устройства на новую чувствительность.

Устройство для измерения внутреннего трения материалов, содержащее корпус, маятник с зеркалом, два соосно установленных зажима образца, один из которых закреплен на корпусе, а второй - на маятнике, оптическую систему, предназначенную для формирования входного оптического сигнала, поступающего на зеркало, записывающий блок и преобразователь масштаба, расположенный между записывающим блоком и зеркалом, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью снижения трудоемкости при переналадке устройства, преобразователь масштаба выполнен в виде системы оптических волокон цилиндрического шаблона, установленного соосно с за,жимами и с возможностью плоско-па4 6 раллельного перемещения вдоль оси, перпендикулярной плоскости зеркала и прямолинейного шаблона,а концы каждого иэ оптических волокон зкреплены в этих шаблонах с координатами, выбранными из условия

+ X, = КР„(ась;(, где 1 - порядковый номер оптического волокна;

Cf; - угловая координата крепления конца оптического волокна в цилиндрическом шаблоне, отсчитываемая от оси перпендикулярной плоскости зеркала (знак "плюс" ставится справа от оси,знак "минус" - слева); и - радиус цилиндрического шаблона, мм;

К - масштабный множитель;

Х, - координата крепления конца оптического волокна в прямолинейном шаблоне, мм (знак

"плюс" соответствует положительным углам (g; а знак

"минус" - отрицательным).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 714164 кл. 6 01 и 3/12, 1977 (прототип).

954864

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6417/44

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Соста ви тель М. Добычи н

Редактор И. Тыкей Техред Т.Фанта Корректор Г. Реыетник