SU974138A1 - Device for measuring specimen oscillation amplitude frequency and dissipation characteristics - Google Patents

Description

Изобретение относитс  К измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  механических свойств твердых тел при колебани х,например дл  измерени  демпфирующих упругих и вибрационных характеристик образцов металлов, стекол,,полимеров и композиционных материалов.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the mechanical properties of solids during vibrations, for example, to measure the damping elastic and vibration characteristics of metal samples, glass, polymers, and composite materials.

Известно устройство дл  непрерывной регистрации внутреннего трени  и модулей упругостей, состо щее из электронного блока, двух вибродат:чиков (возбудител  и приемника колебаний ) , образца в форме стержн , подвешенного на тонких нит х вблизи узлов колебаний 1.A device for continuous recording of internal friction and elastic moduli is known, consisting of an electronic unit, two vibrodat: tweaks (exciter and vibration receiver), a rod-shaped sample suspended on thin threads near vibration nodes 1.

йедод.татко м данного ух:тройстваyedod.tatko m this uh: triad

-Явл етс  отсутствие возможности возбуждени  продольных колебаний образца , что сужает функциональные- It is not possible to initiate longitudinal oscillations of the sample, which limits the functional

возможности устройства. device capabilities.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  амплитудночастотных и диссипативных характеристик колебаний образцов, содержащее .,-основание, размещенную на нем . разъеглнук печь и соосно размещенные по юбе стороны и установленные на основании с помощью держателей вибро-.The closest to the technical essence of the invention is a device for measuring the amplitude-frequency and dissipative characteristics of the oscillations of the samples, containing. - the base placed on it. razdeglnuk oven and coaxially placed on the side of the jube and installed on the base with the help of holders vibro.

возбудитель и вибродатчик с прикрепленными к ним нит ми, предназначенными дл  создани  акустической св зи вибровозбудител  и вибродатчика с образцом 2.an exciter and a vibration sensor with threads attached to it intended to create an acoustic connection between the vibration exciter and the vibration sensor with sample 2.

Недостатком изв естногр устройства  вл етс  низка  д-очность измерени  амплитудно-частотных характеристик образцов материалов при различных темпе10 пературах, так как при изменении температуры свойства образца и силанат жени  нити измен ютс  независимым образом, что обуславливает воз , можность .разделени  вкладов в изме15 нение амплитуды выходного сигнала виброприемника.The disadvantage of the conventional device is the low d-measurement of the amplitude-frequency characteristics of samples of materials at different temperatures, since as the temperature changes, the properties of the sample and the strength of the thread silanate change independently, which makes it possible to separate the amplitude changes. vibrating receiver output signal.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  амплитудно-частотных характеристик колеблющихс  образцов The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement of the amplitude-frequency characteristics of oscillating samples.

20 при различных температурах путем стабилизации силы нат жени  нити.20 at various temperatures by stabilizing the tension force of the thread.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  ампли ,тудно-час отных и диссипативных This goal is achieved by the fact that the device for measuring the amplitude, amplitude and dissipation

25 характеристик колебаний образцов, содержащее основание, размещенную на нем разъемную печь и соосно размещенные по обе стороны и установленные на основании с помощью 25 characteristics of oscillations of samples, containing a base, a detachable furnace placed on it and coaxially placed on both sides and installed on the base with

Claims (2)

30 держателей вибровозбудитель и вибродатчик с прикрепленными к ним нит ми предназначенными дл  создан с  акусти ческой св зи вибровоэбудител  и вибродатчика с образцом, снабжено ем-кост ми с жидкостью, установленными , на. основании,: держатели выполнены в виде поплаков, каждый из которых Помещен в емкость, и упругих элементов , св зывающих вдоль нитей возбуди тель и., вибродатчик с основанием. На чертеже представлена функциональ на  схема устройства. Устройство состоит из основани  1 электронного блока 2 и испытательног блока, включающего основание 1, разъемную печь 3 и соосно размещенны по обе стороны и установленньае на основании с помощью держателей вибро возбудитель 4, вибродатчик 5 с прикрепленными к ним нит ми б и 7, предн :наченными дл  создани  акустической св зи вибровозбудител и вибродатчик с образцом, и нат нутыми между вибро возбудителем 4 и вибродатчиком.5, и торцами образца 8, закрепленного в средней его части зажимом 9, емкостей 10 и11 с .жидкостью, например с миниральным маслом, установленными на основании 1, причем держатели выполнены в виде поплавков 12 и 13, каждый из которых помещен в емкость 10и 11, и упругих элементов 14 и 15 св зывающих вдоль нитей б и 7 вибро .возбудитель 4 и вибродатчик 5 с основанием 1. Устройство работает следующим образом. Напр жение переменного тока с электронного блока 2 подают на вибровозбудитель 4, преобразующий это напр жение в механические колебани  которые по НИТИ 6 поступают на .торец образца-8. Колебани  противоположного торца поступают по нити 7 на вибродатчик 5, в котором они преобразуютс  в напр жение переменного то ка, поступающее в электронный блок 2 При комнатной температуре, необходимой дл  устойчивой акустической св зи вибровозбудител  4 и вибродатчика 5 с образцом, нат жение нитей б и 7 задают раст жением упругих элементов на величину X (см). При коэффициенте жесткости упругого элемента в раст нутом состо нии, равном К (г/см), сила нат жени  нитей равна f г. При нагревании образца над1°С его торец перемещаетс  вдоль оси образц на рассто ние г,,(п где-oi. - средний температурный коэффи циент линейного расширени  материал образца, град. С ; ЕО - длина образца при комнатной температуре {см.Поплавок 12 с виброозбудителем 5 перемещаетс  от центра образца 8 на ту же самую величину, а нат жение упругого элемента 14 уменьшаетс  на величину af К-Е , К - коэффициент жесткости упругого элемента в раст нутом состо нии,г/см. Относительное изменение силы напр жени  составл ет величину 100% f--100 о/о. (2) Эта величина может быть сколь угодно малой за счет выбора материала и конструкции упругого элемента с малым коэффициентом жесткости К. Устройство позвол ет поддерживать силу нат жени  нитей на-уровне, обеспечивающем УСТОЙЧИВУЮ акустическую св зь вибродатчиков с образцов с любой наперед заданной точностью за счет использовани  высокой стабильности свойств упругих элементов и отсутстви  сухого трени , при перемещени х вибродатчиков,установленных на поплавках . За счет этого достигаетс  повышение точности измерени  внутреннего трени , модул  упругости и амплитудно-частотных характеристик . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  амплитудно-частотных и диссипативных характеристик колебаний образцов, содержащее основание, размещенную на нем разъемную печь и соосно размещенные по обе ее стороны и установленные на основании с помощью держателей вибровозбудитель и вибродатчик с прикрепленными к ним НИТЯМИ, предназначенными дл  создани  акустической св зи вибровозбудител  и вибродатчика с образцом, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно .снабжено емкост ми с жидкостьк, установленными на основании, держатели выполнены в виде поплавков, каждый из которых помещен в емкость, и упругих элементов, св зывающих вдоль нитей . вибровозбудитель и вибродатчик с основанием . Источники информации, прин тые во.внимание при экспертизе 1.Криптал М.А.,Головин С.А. Внутреннее трение и структура металлов, М., Металлурги , 1976, с. 74. The 30 holders of the vibration exciter and the vibration sensor with the threads attached to them are designed to create with acoustic coupling the vibration vibration sensor and the vibration sensor with the sample, equipped with a capacitor with liquid installed on it. base: holders made in the form of float, each of which is placed in a container, and elastic elements connecting the exciter along the filaments and., the vibration sensor with the base. The drawing shows the functional scheme of the device. The device consists of the base 1 of the electronic unit 2 and the test unit, including the base 1, detachable furnace 3 and coaxially placed on both sides and installed on the base with the help of holders vibration exciter 4, vibration sensor 5 with attached threads b and 7, designed: started to create acoustic communication of the vibration exciter and the vibration sensor with the sample, and tensioned between the vibration exciter 4 and the vibration sensor 5, and the ends of the sample 8 fixed in the middle part of the clip 9, containers 10 and 11 s. liquid, for example, with mineral oil mounted on the base 1, the holders made in the form of floats 12 and 13, each of which is placed in a container 10 and 11, and elastic elements 14 and 15 connecting along strands b and 7 vibration exciter 4 and vibration sensor 5 with base 1. Device works as follows. The voltage of the alternating current from the electronic unit 2 is fed to the vibration exciter 4, which converts this voltage into mechanical oscillations which, according to the THREAD 6, arrive at the end of the specimen-8. Oscillations of the opposite end come through the filament 7 to the vibration sensor 5, in which they are converted to alternating current voltage supplied to the electronic unit 2 At room temperature, the vibration of the threads and the vibration sensor 5 with the sample required for stable acoustic communication 7 is set by stretching the elastic elements by X (cm). When the stiffness coefficient of the elastic element in the stretched state is equal to K (g / cm), the tension force of the threads is equal to f g. When the sample is heated above 1 ° C, its end face moves along the axis of the sample for a distance g, (n where oi - the average temperature coefficient of linear expansion of the sample material, degrees C; EO is the length of the sample at room temperature {see. The float 12 with vibration exciter 5 moves from the center of the sample 8 by the same amount, and the tension of the elastic element 14 decreases by af К-Е, К - stiffness coefficient of the elastic element in pa Tightened state, g / cm. The relative change of the stress force is 100% f - 100 v / v. (2) This value can be arbitrarily small due to the choice of material and design of the elastic element with a small stiffness coefficient K The device allows to maintain the tension force of the filaments on-level, providing SUSTAINABLE acoustic communication of the vibration sensors from the samples with any predetermined accuracy due to the use of high stability of the properties of elastic elements and the absence of dry friction, when the vibration sensors move, tanovlenii on floats. As a result, the measurement accuracy of the internal friction, elastic modulus and amplitude-frequency characteristics is improved. Apparatus of the Invention A device for measuring the amplitude-frequency and dissipative characteristics of oscillations of samples, comprising a base, a detachable furnace placed on it and coaxially placed on both its sides and installed on the base with the help of holders of a vibration exciter and a vibration sensor with attached THREADS designed to create an acoustic signal A vibration exciter and vibration sensor with a sample, characterized in that, in order to increase accuracy, it is equipped with tanks with liquid installed on the base, The holders are made in the form of floats, each of which is placed in a container, and elastic elements connecting along the threads. vibration exciter and vibration sensor with base. Sources of information accepted in the attention during the examination 1.Kriptal MA, Golovin SA Internal friction and structure of metals, M., Metallurgists, 1976, p. 74. 2.Испытание металлов. Под ред. К. Нитцше, М., Металлурги , 1967, с. 331 (прототип).2. Metal testing. Ed. K. Nietzsche, M., Metallurgists, 1967, p. 331 (prototype). SS ±.-L--ri-l--fj Rvwwftwasza±.-L - ri-l - fj Rvwwftwasza f3f3 W W ffi ffffi ff