SU1231457A1 - Arrangement for determining material modulus of elasticity - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  возможности определени  модул  упругости образцов материала вдоль различных направлений. Устройство содержит электромеханический виброизмерительный стержень, упруго св занный с контролируемым,образцом. Измер ют период колебаний стержн  при нескольких значени х температуры, О модуле упругости суд т по тангенсу угла наклона измерений величины и соответствующей величине дл  эталонного образца . 1 ил.This invention relates to a measurement technique. The aim of the invention is to enhance the functionality by making it possible to determine the elastic modulus of material samples along different directions. The device comprises an electromechanical vibration measuring rod, elastically associated with a controlled sample. The period of oscillations of the rod is measured at several temperatures. The modulus of elasticity is judged by the slope of the measurement of the magnitude and the corresponding value for the reference sample. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  мода л  упру гости образцов материалов без их разрушени .The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the modal or elasticity of material samples without destroying them.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей.The purpose of the invention is to expand the functionality.

На чертеже представлено устройство дл  определени  модул  упругости материалов, разрез.The drawing shows a device for determining the modulus of elasticity of materials, a slit.

Устройство дл  определени  модул  упругости материалов содержит кольцеобразный корпус 1, расположенную внутри корпуса перемычку 2, выполненную за одно целое с корпусом 1 и установленные в корпусе возбудитель 3 и приемник А колеба ний перемычки 2, несущий стержень 5, установленный в корпусе 1 параллельно перемычке 2, захват 6, выполненный за одно целое с корпусом Г в вдде двух консолей 7 и 8 и прижимного винта 9, установленного в одной из консолей с возможностью упругого закреплени  образца 0 контролируемого материала В несущем стержне 5 показан пропил 1 глубина которого определ ет чувствительность устройства.A device for determining the modulus of elasticity of materials comprises an annular body 1, a jumper 2 located inside the body, made in one piece with the body 1 and the exciter 3 installed in the body and the oscillator A jumper 2 A, a supporting rod 5 installed in the body 1 parallel to the bridge 2, grip 6, made in one piece with housing G in the two booms 7 and 8 and clamping screw 9 installed in one of the cantilevers with the possibility of elastic fixation of sample 0 of the test material In the support bar 5 for as long as en propyl 1 the depth of which determines the sensitivity of the device.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Образец 0 материала крепитс  винтом 9 в захвате 6 без внесени  пластических деформаций и устанавливаетс  в термостате на отожженой плите (не показаны).Sample 0 of the material is fastened with a screw 9 in the grip 6 without plastic deformation and is installed in a thermostat on an annealed plate (not shown).

С помощью возбудител  3 перемычку 2 привод т в состо ние изгибньгх колебаний на одной из собственных частот. Колебани  перемычки принимают приемником 4 и по его сигналу суд т ,. о периоде (частоте) собственных колебаний перемычки.Указанные измерени  провод т при нескольк1-гх значени х температуры на образце материала с известными свойствами (на эталонном образце) и на исследуемом образ це материала.Using the driver 3, jumper 2 is brought into a state of flexural oscillations at one of the natural frequencies. Jumper oscillations are received by receiver 4 and judging by its signal,. on the period (frequency) of natural oscillations of the jumper. The measurements indicated are carried out at several 1-gx temperature values on a sample of a material with known properties (on a reference sample) and on a test sample of a material.

Модуль упругости Е исследуемого образца материала определ ют по формулеThe modulus of elasticity E of the material sample under study is determined by the formula

Е Е,HER,

Кэ Ke

Eg - модуль упругости эталонного образца;Eg is the modulus of elasticity of the reference sample;

и Kg- тангенс угла наклона зависимости периода собственных колебаний перемычки 2and Kg - tangent of the slope of the dependence of the period of natural oscillations of the jumper 2

00

5five

00

5five

00

устройства соответственно дл  исследуемого и эталонного образцов материала. Элементы устройства (эталонный и исследуемый образцы) подвергают стабилизирующему отжигу дл  полного сн ти  неупругих внутренних напр жений, что упор дочивает структуру материалов и позвол ет уменьшить погрешность измерени  модул  упругости.devices, respectively, for the test and reference material samples. Elements of the device (reference and test specimens) are subjected to stabilizing annealing in order to completely relieve inelastic internal stresses, which streamlines the structure of materials and reduces the measurement error of the elastic modulus.

Определение параметров режима стабили гшрующе го отжига дл  сн ти  неупругих внутренних напр жений производитс  следующим образом.The determination of the parameters of the stabilization annealing mode for removing inelastic internal stresses is carried out as follows.

Берут несколько образцов из исследуемого материала и измер ют соответствующие им частоты собственных колебаний . Термообрабатывают их при посто н;ных параметрах режима (ско рость нагрева и охлаждени  и врем  выдержки) и одном переменном - температуре нагрева. Повторно измер ют частоты собственных колебаний каждого образца. Вычисл ют приращение частоты каждой заготовки и стро т -зависимость приращени  частоты от переменного параметра режима - температуры нагрева. Максимальное приращение частоты при минимальной температуре определ ет искомый режим термообработки . При этом необходимо также ог- раничить скорость охлаждени  образцов , котора  подбираетс  опытным путем так , чтобы исключить образование новьж внутренних напр жений.Several samples are taken from the material under study and the corresponding natural vibration frequencies are measured. Thermoprobes are performed at constant mode parameters (heating and cooling rates and holding times) and one variable, the heating temperature. The natural vibration frequencies of each sample are measured again. The frequency increment of each preform is calculated and the frequency increment is determined as a function of the variable mode parameter — heating temperature. The maximum frequency increment at the minimum temperature determines the desired heat treatment mode. In this case, it is also necessary to limit the rate of cooling of the samples, which is selected experimentally so as to prevent the formation of new internal stresses.

Пример. Определ ли модуль упругости кварца параллельно оси Z. Исходные данные: эталон --стабилизированный образец с известными кристаллографическими ос ми координат и упругости Е 0,77--10 .кгс/мм перпендикул рно оси Z. С помощью предлагаемого устройства получено К О,25 и Kg 0,32. Искомое значение модул  упругости образца парал- лел1.но оси Z согласно приведенной формулы равноExample. Whether the elastic modulus of quartz is parallel to the Z axis. The initial data: the standard is a stabilized sample with known crystallographic axes of coordinates and elasticity E 0.77--10. Kgf / mm perpendicular to the Z axis. With the help of the proposed device, K O, 25 and Kg 0.32. The sought value of the modulus of elasticity of the sample is parallel1. On the Z axis, according to the formula given, is

Е 0,77 О, 99 :E 0.77 O, 99:

10ten

ОABOUT

- Oj,32 0,25- Oj, 32 0.25

кгс/мм ,kgf / mm

Использование изобретени  обеспечивает расширение функциональных возможностей , так как позвол ет определ ть модуль упругости образцов материала вдоль различных направленийThe use of the invention provides enhanced functionality, as it allows to determine the elastic modulus of material samples along different directions.

и в элементах конструкций без их разрушени .and in structural elements without their destruction.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  определени  модул  упругости материалов, содержащее кольцеобразный корпус, расположенную внутри корпуса перемычку, выполненную за одно целое с корпусом, и установленные в корпусе возбудитель иA device for determining the modulus of elasticity of materials, comprising an annular body, a jumper located inside the body, made in one piece with the body, and a pathogen and 3145731457 приемник колебаний перемычки, отличающеес  тем, что, с /целью расширени  функциональных возможностей , оно снабжено несущим 5 стержнем, установленным в корпусе параллельно перемычке, захватом, выполненным за одно целое с корпусом в виледвух консолей и.прижимного винта, установленного водной из консолей своз- 10 можностью упругого закреплени  образца контролируемого материала.a jumper oscillation receiver, characterized in that, with the purpose of expanding the functionality, it is equipped with a 5-rod bearing mounted in the housing parallel to the jumper, a catch made in one piece with the housing into two consoles and a clamping screw installed water from the consoles 10 by the possibility of the elastic fixing of a sample of the material under test. 7.7 Редактор А.ГулькоEditor A.Gulko Составитель Г.Максимочкин Техред Л.ОлейникCompiled by G. Maximochin Tehred L. Oleinik Заказ 2560/50 Тираж 778ПодписноеOrder 2560/50 Circulation 778 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4 Корректор.А.ФеренцProof.A.Ferents