SU1116349A1 - Method of determining material modulus of elasticity - Google Patents

Method of determining material modulus of elasticity Download PDF

Info

Publication number
SU1116349A1
SU1116349A1 SU823527965A SU3527965A SU1116349A1 SU 1116349 A1 SU1116349 A1 SU 1116349A1 SU 823527965 A SU823527965 A SU 823527965A SU 3527965 A SU3527965 A SU 3527965A SU 1116349 A1 SU1116349 A1 SU 1116349A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sample
determining
elasticity
material under
oscillations
Prior art date
Application number
SU823527965A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Константинович Кононенко
Борис Михайлович Драпкин
Вилен Михайлович Воздвиженский
Сергей Владимирович Лобанов
Original Assignee
Рыбинский Авиационный Технологический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рыбинский Авиационный Технологический Институт filed Critical Рыбинский Авиационный Технологический Институт
Priority to SU823527965A priority Critical patent/SU1116349A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1116349A1 publication Critical patent/SU1116349A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ МАТЕРИАЛОВ, заключающийс  в том, что исследуемый материал помещают в оболочку из материала с известными характеристиками упругости и температурой плавлени  выше температуры плавлени .исследуемого мате- . риала, образу  составной образец, создают тепловое поле в образце, возбуждают изгибные колебани -образца и измер ют собственную частоту его колебаний, по которой определ ют модуль упругости исследуемого материала , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности определени  модул  упругости при плавлении и кристаллизации исследуемого материала, тепловое поле создают неравномерным с распределением, обеспечивающим концентрацию 1гса,цочных дефектов в области узлов колебаний,: преимущественно в плоскости, перпендикул рной плоскости.колебаний обраэ да и проход щей через его ось. Од fOA METHOD FOR DETERMINING A MATERIAL ELASTICITY MODULE, which consists in placing the material under study in a sheath of a material with known elastic characteristics and a melting point above the melting point of the investigated material. The rial, forming a composite sample, creates a thermal field in the sample, excites the flexural oscillations of the sample, and measures its own oscillation frequency, which determines the elastic modulus of the material under investigation, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the elastic modulus during melting and crystallization of the material under study, the thermal field is created unevenly with a distribution that ensures the concentration of 1 gSa, of solid defects in the area of the vibration nodes: mainly in the plane perpendicular to the plane The awnings of oscillations are similar to those passing through its axis. Od fO

Description

Изобретение относитс  к области механических испытаний материалов, а именно к способам определени  модул  упругости материалов, и может быть использовано при определ нии динамического модул  упругости ма ериалов в широком диапазоне температур, включа  температуру плавлени  и кристаллизации материал Известен способ определени  моду упругости материалов, заключающийс в том, что исследуемый материал помещают в оболочку из материала с известными характеристиками упругос ти и температурой плавлени  вьше температуры плавлени  исследуемого материала, образу  составной образе возбуждают изгибные колебани  образ ца и измер ют собственную частоту его колебаний в процессе нагрева образца, по которой определ ют модуль упругости исследуемого матер ала- С ОНедостатком этого способа  вл ет с  сравнительно низка  точность опр делени  модул  упругости при плавлении и кристаллизации, обусловленна  усадочными дефектами, привод щи ми к неконтролируемому изменению геометрических параметров образца. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ определени  модул  упругости матери алов, заключающийс  в том, что иссл дуемый материал помещают в оболочку из материала с известными характеристиками упругости и температурой плавлени  вьше температуры плавлени исследуемого материала, образу  сос тавной образец, создают равномерное тепловое поле в образце, возбуждают изгибные колебани  образца и измер  ют собственную частоту его колебаний , по которой определ ют модуль ;. упругости исследуемого материала 2 Согласно этому способу образец устанавливают вертикально и консоль но закре1ш ют его со стороны верхне го конца ниже уровн  усадочных дефектов . Однако этот способ лишь частичн устран ет вли ние усадочных дефектов на точность определени  модул  упругости, так как при плавлении и криоталлизацин усадочные дефекты могут возникать не только вьше места закреплени  образца, но и в любой другой его части, в том, числе и на его расчетной длине. 9 Целью изобретени   ;л етс  повышение точности определени  модул  упругости при плавлении и кристапли зации исследуемого материала. Цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  модул  упругости материалов, заключающемус  в том, что исследуемый материал помещают в оболочку из материала с известными характеристиками упругости и температурой плавлени  вьше температуры плавлени  исследуемого материала, образу  составной образец , создают тепловое поле в. образце , возбуждают изгибные колебани  образца и измер ют собственную частоту его колебаний, по которой определ ют модуль упругости исследуемого Материала, тепловое поле создают неравномерным с распределением, обеспечивающим концентрацию усадочных дефектов в области узлов колебаний , преимущественно в плоскости, перпендикул рной плоскости колебаний образца и проход щей через его ось. Создаваема  таким обрйзом концентраци  усадочньпс дефектов не приводит к изменению собственней частоты . колебаний образца в результате неконтролируемого изменени  объема исследуемого материала. На фиг. 1 изображен составной образец; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Способ осуществл ют следующим образом. Исследуемый материал 1 помещают в оболочку 2 из материала с известными характеристиками упругости и температурой плавлени  выше температуры плавлени  исследуемого материала 1, образу  таким образом составной образец, закрывают оболочку 2 пробками 3, создают неравномерное тепловое поле в образце, обеспечивающее концентрацию усадочных дефектов 4 в области узлов колебаний, пр еимущественно. в плоскости, перпендикул рной плоскости колебаний образца и проход щей через его ось, например , путем соответствующего размещени  теплоизол ции и помещени  образца в печь(,не показана)или установкой дополнительных нагревателей (не показаны ). Затем в образце возбуждают изгибные колебани  и измер ют собственную частоту его колебаний , по которой определ ют модуль упругости исследуемого материала. П p и м e; p. Определ ют модуль упругости кадми . Цилиродрический образец из кадми  марки Cd -1 диаметррм 8 мм и длиной Ч 1-60 мм помещали в оболочку из алюминиевого сплава АД-1. Таким образом,-получают составной образец. В узлах коле баний на рассто нии 36 мм(0,224Р) от торцов образца укрепл ют асбесто вую теплоизол цию с двух сторон симметрично плоскости колебаний образца. Размеры теплоизол ции, мм: /10-7-4 (4 шт1 Подготовленный состав ной образец с теплоизол цией подвешивают к вибровозбудителю и датчику на проволочках диаметром 0,08 мм, одна из которых выполнена из сплава хромель, а друга  - .из сплава алюмель , что позвол ет точно контролир вать температуру образца и проводить дифференциальный термический анализ. Подвешенный составной образец .с теплоизол цией помещают в рабочем пространстве печи. В образц возбуждают изгибные колебани  и измер ют резонансную частоту при -нагреве от 293 до 594 К (температу494 . pa плавлени  кадми ). Об этапах процесса плавлени  кадми  суд т по дифференциальной термической кривой, котора  записываетс  графопостроителем Н-306.Параллельно с частотой измер ют логарифмический декремент затухани  колебаний, что позвол ет судить о диссипатив- ных потер х в образце при фазовом переходе. Все эти измерени  провод т при плавлении кадми  и его кристаллизации . В процессе плавлени  и крис .таллизации температура образца поддерживаетс  посто нной и равной 594 К. По измеренным резонансным частотам рассчитывают по формуле модуль Юнга. Создание неравномерного теплового пол , привод щего к концентрации усадочных дефектов в узлах колебаний, преимущественно в плоскости, nep ieHдикул рной плоскости колебаний образца и проход щей через его ось, приводит к повышению точности определени  модул  упругости исследуемого материала при его плавлении и кристаллизации вследствие устГранени  вли ни  усадочных дефектов.The invention relates to the field of mechanical testing of materials, namely, methods for determining the elastic modulus of materials, and can be used to determine the dynamic modulus of elasticity of materials over a wide temperature range, including the melting and crystallization temperature of the material. A method for determining the elastic modulus of materials is known. that the material under study is placed in a shell of a material with known elastic characteristics and melting point above the melting point, we examine In order to form a composite image, bending vibrations of the sample are excited and the natural frequency of its oscillations is measured during the heating of the sample, which determines the elastic modulus of the material under investigation. The method of this method is relatively low in determining the elastic modulus during melting and crystallization due to shrinkage defects resulting in uncontrolled changes in the geometric parameters of the sample. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a method for determining the elastic modulus of materials, which consists in that the material under study is placed in a shell made of a material with known elastic characteristics and melting temperature above the melting point of the material being studied, forming a complete sample, create a uniform thermal field in the sample, excite the bending oscillations of the sample and measure its own frequency of oscillation, which determines the modulus ;. elasticity of the material under study 2 According to this method, the sample is placed vertically and the console is secured at the upper end below the level of shrinkage defects. However, this method only partially eliminates the effect of shrinkable defects on the accuracy of determining the modulus of elasticity, because during melting and cryotallisacin, shrinkable defects can occur not only in the place of sample fixation, but also in any other part of the sample. length. 9 The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the elastic modulus during melting and crisplating of the material under study. The goal is achieved in that, according to the method for determining the elastic modulus of materials, the test material is placed in a sheath made of a material with known elastic characteristics and melting temperature above the melting point of the material being studied, forming a composite sample, creates a thermal field in. sample, excite bending oscillations of the sample and measure its own oscillation frequency, which determines the elastic modulus of the material under study, the thermal field is created uneven with a distribution that ensures the concentration of shrinkage defects in the region of vibration nodes, mainly in the plane perpendicular to the plane of oscillation of the sample and the passage through its axis. The concentration of shrinkage defects created by this method does not lead to a change in the natural frequency. sample oscillations due to uncontrolled changes in the volume of the material under study. FIG. 1 shows a composite sample; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1. The method is carried out as follows. The test material 1 is placed in a shell 2 of a material with known elastic characteristics and melting temperature above the melting temperature of the test material 1, thus forming a composite sample, covering the shell 2 with stoppers 3, creating an uneven thermal field in the sample, ensuring the concentration of shrinkage defects 4 in the area of nodes fluctuations, primarily. in a plane perpendicular to the plane of oscillation of the sample and passing through its axis, for example, by appropriately placing the thermal insulation and placing the sample in a furnace (not shown) or installing additional heaters (not shown). Then, bending vibrations are excited in the sample and the natural frequency of its oscillations is measured, from which the elastic modulus of the material is determined. P p and m e; p. The elastic modulus of cadmium is determined. A cylindrical specimen of cadmium grade Cd -1 diam. 8 mm and length H 1-60 mm was placed in a sheath of aluminum alloy AD-1. Thus, a composite sample is obtained. In the nodes of oscillations at a distance of 36 mm (0.224P) from the ends of the sample, asbestos heat insulation is strengthened on both sides symmetrically with the plane of oscillation of the sample. Dimensions of thermal insulation, mm: / 10-7-4 (4 pieces1 The prepared composite sample with thermal insulation is suspended from the exciter and sensor on wires with a diameter of 0.08 mm, one of which is made of chromel alloy, and the other is made of alumel alloy that allows precise control of the sample temperature and differential thermal analysis. The suspended composite sample is placed in the furnace working space with thermal insulation. Flexural oscillations are excited in the sample and the resonant frequency is measured with -heat from 293 to 594 K. pl cadmium). The stages of the cadmium melting process are judged by a differential thermal curve, which is recorded by the plotter H-306. The logarithmic decrement of oscillation damping is measured in parallel with the frequency, which makes it possible to judge the dissipative losses in the sample during the phase transition. These measurements are carried out during the melting of cadmium and its crystallization. During the process of melting and crystallization of the sample, the temperature of the sample is kept constant and equal to 594 K. Based on the measured resonant frequencies, the modulus Cabin boy. The creation of an uneven thermal floor, leading to a concentration of shrinkable defects in the vibration nodes, mainly in the plane, the nep iH of the circular plane of oscillation of the sample and passing through its axis, leads to an increase in the accuracy of determining the elastic modulus of the material under study during its melting and crystallization due to shrinkage defects.

Claims (1)

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что исследуемый материал помещают в оболочку из материала с известными характеристиками упругости и температурой плавления выше температуры плавления.исследуемого материала, образуя составной образец, создают тепловое поле в образце, возбуждают изгибные колебания-образца и измеряют собственную частоту его колебаний, по которой определяют модуль упругости исследуемого материала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения модуля упругости при плавлении и кристаллизации исследуемого материала, тепловое поле создают неравномерным с распределением, обеспечивающим концентрацию усадочных дефектов в области узлов колебаний,: преимущественно в плоскости, перпендикулярной плоскости, колебаний образца и проходящей через его ось.METHOD FOR DETERMINING THE ELASTICITY MODULE OF MATERIALS, namely, that the material under study is placed in a shell of a material with known elasticity characteristics and a melting point above the melting temperature. The material being studied, forming a composite sample, create a thermal field in the sample, excite bending vibrations of the sample and measure its own the frequency of its oscillations, which determine the modulus of elasticity of the test material, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the modulus of elasticity at lenii and crystallization of the material, thermal field creates an uneven distribution that provides concentration shrinkage defects in the oscillation nodes ,: preferably in a plane perpendicular to the plane of oscillation of the sample and passing through its axis. >> Фи».!Fi. "!
SU823527965A 1982-12-24 1982-12-24 Method of determining material modulus of elasticity SU1116349A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823527965A SU1116349A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Method of determining material modulus of elasticity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823527965A SU1116349A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Method of determining material modulus of elasticity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1116349A1 true SU1116349A1 (en) 1984-09-30

Family

ID=21041204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823527965A SU1116349A1 (en) 1982-12-24 1982-12-24 Method of determining material modulus of elasticity

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1116349A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I. Авторское свидетельство СССР 607130, кл. G 01 N 3/32, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР № 1021989, кл. С 01 N 3/32, 1982 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5269181A (en) Apparatus and process for measuring mechanical properties of fibers
SU1116349A1 (en) Method of determining material modulus of elasticity
SU1320702A1 (en) Method of determining material modulus of elasticity at elevated temperatures
SU1727030A1 (en) Method of determination of relation between elasticity modulus of filler in composite specimen and natural frequency of specimen
SU905727A1 (en) Method of internal friction investigation
SU741103A1 (en) Method of determining material heat-proofness
SU807130A1 (en) Method of determining material elasticity modulus
RU2628737C1 (en) Installation for determination of dynamic characteristics of low-code polymer materials
SU1753348A1 (en) Method of creepage test of material samples
SU1021989A1 (en) Material elasticity modulus determination method
SU879452A1 (en) Method of object non-destructive testing
SU974138A1 (en) Device for measuring specimen oscillation amplitude frequency and dissipation characteristics
SU1605144A1 (en) Method of determining resonance frequencies of vibrations of electric bulb filament
SU522454A1 (en) Test method for thin-sheet materials under cyclic loading
SU1165937A1 (en) Phase method of determining vibrational energy dispersion characteristics
SU1516817A1 (en) Method of vibratory check of single-dimensional structures
SU1339442A1 (en) Device for checking quality of building materials
SU873082A1 (en) Method of determination of structural transition temperatures in materials
SU1019315A1 (en) Specimen mechanical property checking method
SU1054763A1 (en) Process for inspecting elastic constant bounded rectangular plate
SU1411582A1 (en) Method of determining stressed state of rod
SU1272166A1 (en) Method of fatigue testing of specimens under bending
SU1496466A1 (en) Method of ultrasonic analysis of gaseous medium composition
SU1499167A1 (en) Method of determining fatigue strength of materials
Štubňa et al. Determination of the fundamental mode of flexural vibration of solid materials and its frequency in laboratory work