Спосіб визначення динамічних характеристик еластомерів

 

Винахід відноситься до випробувань матеріалів, а саме до способів визначення динамічних характеристик еластичних матеріалів.

Відомий спосіб визначення динамічних характеристик еластичних матеріалів, полягає в тому, що наносять удар падаючим сферичним вантажем по випробуваному матеріалі, реєструють час падіння вантажу до контакту з матеріалом, час їх контакту і час відскоку вантажу, обчислюють власну частоту коливань і за ним визначають динамічний модуль пружності, який є одним з параметрів динамічних характеристик [1].

Однак спосіб не дозволяє визначати динамічні характеристики косоразмещенних еластичних матеріалів при різних значеннях кутів нахилу цих матеріалів. Косоразмещенние еластичні матеріали застосовують в гумових віброізоляторах для з'єднання захищається об'єкта (двигуна, кабіни, інших агрегатів і механізмів) з рамою машини [2, с. 211, рис.24], [3, с. 32, рис.2.1, м].

Найбільш близьким до пропонованого є спосіб випробувань матеріалів для визначення динамічного модуля пружності, що складається в тому, що випробовувані зразки матеріалу встановлюють на столик електродинамічного вібратора, над испитила у вертикальне коливальний рух, плавно змінюють частоту коливань, визначають частоту резонансу, при якій амплітуда прискорення вантажу стає максимальною, по частоті резонансу за формулою обчислюють динамічний модуль пружності, змінюючи масу вантажу, визначають перерахованої послідовності значення динамічного модуля пружності, випробування в тій же послідовності проводять для інших відібраних зразків розглянутої партії еластичних матеріалів, для кожної партії матеріалу і конкретної маси вантажу обчислюють середнє арифметичне значення величин динамічного модуля пружності [4].

Недолік способу в тому, що він не дозволяє визначати динамічні характеристики косоразмещенних еластичних матеріалів при різних значеннях кута нахилу цих матеріалів до поверхні столика. Ці характеристики необхідні при проектуванні віброізоляторів, що містять косоразмещенние призматичні пружні елементи, які при виконанні технологічних операцій із зміною режиму роботи машини повертають по відношенню до захищеного об'єкта, плавно змінюючи жорсткість віброізоляторів і знижуючи вібрації захищених об'єктів [5].

Завданням цього винаходу є розширення мож�стік еластичних матеріалів, включає те, що випробовувані зразки матеріалу встановлюють на столик електродинамічного вібратора, над испитиваемими зразками матеріалу встановлюють вантаж, призводять столик вібратора з навантаженими зразками матеріалу у вертикальне коливальний рух, плавно змінюють частоту коливань, визначають частоту резонансу, при якій амплітуда прискорення вантажу стає максимальною, по частоті резонансу за формулою обчислюють динамічний модуль пружності, змінюючи масу вантажу, визначають перерахованої послідовності значення динамічного модуля пружності, випробування в тій же послідовності проводять для інших відібраних зразків розглянутої партії еластичних матеріалів, для кожної партії матеріалу і конкретної маси вантажу обчислюють середнє арифметичне значення величин динамічного модуля пружності, відмінних від прототипу ознакою є те, що випробовувані зразки матеріалу встановлюють на столик вібратора між верхньою і нижньою металевими пластинами пристосування, що забезпечує можливість зміни і фіксації кута нахилу випробовуваних зразків матеріалу до поверхні столика вібратора в інтервалі від 0° до 90°, испитив�особления, послідовно змінюють і фіксують за допомогою пристосування кут нахилу випробовуваних зразків матеріалу до поверхні столика вібратора, при кожному встановленому значенні кута нахилу випробовуваних зразків матеріалу визначають перерахованої послідовності значення динамічного модуля пружності, а для кожної партії матеріалу - середнє арифметичне значення величини модуля пружності.

Відомо, що пружні властивості еластомерів характеризуються великою різницею модулів об'ємного стиснення і чистого зсуву. Наприклад, для гум їх відношення лежить в межах від 500 до 5000 [3, с. 21]. Косоразмещенние пружні елементи працюють одночасно на стиск і зсув. При куті нахилу 0° ці елементи працюють тільки на стиск, а при куті нахилу 90° вони працюють тільки на зрушення.

При зміні кута нахилу косоразмещенних випробовуваних зразків еластичних матеріалів буде змінюватися і значення динамічного модуля пружності цих матеріалів.

На фіг.1 представлена схема реалізації способу визначення динамічних характеристик еластомерів; на фіг.2 - залежність середнього арифметичного значення величин модуля пружності еластомерів від кута нахилу випробовуваних зразків.

Сі зразків. Кількість випробовуваних зразків приймають три штуки.

Випробовувані зразки матеріалу 1 (фіг.1) встановлюють на столик 2 електродинамічного вібратора 3 між верхньою 4 і нижній 5 металевими пластинами 6 пристосування, що забезпечує можливість зміни і фіксації кута нахилу випробовуваних зразків матеріалу до поверхні столика вібратора в інтервалі від 0° до 90°.

Випробовувані зразки матеріалу 1 вулканізацією або склеюванням жорстко прикріплюють до верхньої 4 і нижній 5 пластин пристосування 6.

Діаметр зразка випробовуваного матеріалу 10±0,25 мм, висота зразка в навантаженому стані h до 12 мм, загальна площа одночасно випробовуваних зразків F=0,000236 м2[4, с. 3, табл.1].

Над испитиваемими зразками матеріалу 1 встановлюють перший вантаж 7. Призводять столик 2 вібратора з навантаженими зразками матеріалу 1 у вертикальне коливальний рух, встановивши на вимірювальному підсилювачі 8 режим автоматичної підтримки постійної амплітуди прискорення вантажу 7. З допомогою низькочастотного вимірювального звукового генератора 9 встановлюють коливання частотою 5 Гц.

Плавно змінюють частоту коливань і визначають частоту резонансу f, при якій амплит� виброизмерителя 11.

По частоті резонансу f обчислюють динамічний модуль пружності EД(Н/м2) еластомеру за формулою [4, с. 4]

EД=4π2f2MhF,(1)

де f - частота резонансу, Гц;

M - маса вантажу, кг;

h - висота зразка під навантаженням, м;

F - загальна площа одночасно випробовуваних зразків, м2.

Змінюючи масу вантажу 7, визначають перерахованої послідовності значення динамічного модуля пружності EД.

Випробування в тій же послідовності проводять для інших відібраних зразків розглянутої партії еластичних матеріалів.

Для кожної партії матеріалу і конкретної маси М вантажу обчислюють середнє арифметичне значення величин динамічного модуля пружності.

Послідовно змінюють і фіксують за допомогою пристосування 6 кут нахилу φ випробовуваних зразків матеріалу до поверхні столика 2 вібратора 3 і змінюють масу M вантажу 7. При кожному установленому �ності значення динамічного модуля пружності, а для кожної партії матеріалу - середнє арифметичне значення величини модуля пружності.

В результаті проведення випробувань на вібраційному электродинамическом стенді ВЭДС-10А відповідно до заявляється спосіб визначення динамічних характеристик еластомерів були отримані експериментальні дані для гуми марки 5969.

За отриманими частот резонансу f за формулою (1) обчислювалися значення динамічного модуля пружності випробовуваних зразків гуми і середні арифметичні значення модуля пружності досліджуваної партії гуми.

На фіг.2 показана отримана залежність динамічного модуля пружності EДвід кута нахилу φ випробовуваних зразків гуми до поверхні столика вібратора і маси M вантажу.

З отриманих графіків можна зробити висновок, що зі збільшенням кута нахилу φ випробовуваних зразків гуми значення динамічного модуля пружності знижується. Найбільша зміна значення динамічного модуля пружності має місце при зміні кута φ в інтервалі від 45 до 90 градусів.

Джерела інформації

1. Авторське свідоцтво СРСР №697873, кл. G01N 3/30, 1978.

2. Вібрації в техніці. Довідник. Том 4. / Під ред. Е. Е. Лавендела. - М: Машинобудування, 1981.

3. �

4. Матеріали звукоізоляційні і звукопоглинальні. Методи випробувань. ГОСТ 16297-80. Видання офіційне. Державний будівельний комітет СРСР. М: Видавництво стандартів, 1988.

5. Патент РФ на винахід №2453746. Спосіб віброзахисту машин. Опубл. 20.06.2012. Бюл. №17.

Спосіб визначення динамічних характеристик еластомерів, полягає в тому, що випробовувані зразки матеріалу встановлюють на столик електродинамічного вібратора, над испитиваемими зразками матеріалу встановлюють вантаж, призводять столик вібратора з навантаженими зразками матеріалу у вертикальне коливальний рух, плавно змінюють частоту коливань, визначають частоту резонансу, при якій амплітуда прискорення вантажу на випробовуваних зразках стає максимальною, по частоті резонансу за формулою обчислюють динамічний модуль пружності, змінюючи масу вантажу, визначають перерахованої послідовності значення динамічного модуля пружності, випробування в тій же послідовності проводять для інших відібраних зразків розглянутої партії еластичних матеріалів, для кожної партії матеріалу і конкретної маси вантажу обчислюють середнє арифметичне значення величин динамічного модуля хней і нижній металевими пластинами пристосування, забезпечує можливість зміни і фіксації кута нахилу випробовуваних зразків матеріалу до поверхні столика вібратора в інтервалі від 0° до 90°, випробовувані зразки матеріалу вулканізацією або склеюванням жорстко прикріплюють до верхньої і нижньої пластин пристосування, послідовно змінюють і фіксують за допомогою пристосування кут нахилу випробовуваних зразків матеріалу до поверхні столика вібратора, при кожному встановленому значенні кута нахилу випробовуваних зразків матеріалу визначають перерахованої послідовності значення динамічного модуля пружності, а для кожної партії матеріалу - середнє арифметичне значення величини модуля пружності.



 

Схожі патенти:

Спосіб одновісного циклічного випробування матеріалу

Винахід відноситься до способів випробування матеріалів. Сутність: зразок спочатку розтягують до максимальної заданої деформації, витримують при цій деформації заданий час, стискають до вихідного ненавантаженого стану, витримують певний час, потім циклічно деформують з витримкою часу на кожному ступені деформації при розтягу і стиску, при цьому деформація на кожному циклі розтягування задається меншою, ніж на попередньому циклі, а деформація на кожному циклі розвантаження визначається більшою, ніж на попередньому циклі. Технічний результат: отримання більшої інформації про властивості матеріалу при випробуванні одного зразка, а також отримання нової інформації - побудова рівноважної кривої розтягування, дисипативних втрат, розм'якшення матеріалу після кожного циклу розтягування-стиснення і кривих релаксації і кривих відновлення структури матеріалу при різних деформаціях. 1 з.п. ф-ли, 1 іл.

Спосіб експериментального визначення статико-динамічних характеристик бетону в умовах циклічних навантаг

Винахід відноситься до будівництва, зокрема до визначення параметрів деформування бетону в умовах циклічних навантаг до рівня, що не перевищує межі міцності бетону на стиск Rb і на розтяг Rbt. Сутність: здійснюють закріплення досвідченого бетонного зразка у вигляді призми в затискачах випробувального стенду з використанням центруючого пристрою, що забезпечує центральне додаток навантаження в процесі навантаження. Реєструють зусилля і деформації призми у часі з використанням динамометра і тензостанции. Багаторазове статичне або динамічне навантаження здійснюють за допомогою обертання і короткочасного зміни діаметра осі у місці з'єднання важеля і компенсуючого елемента. Технічний результат: спрощення способу випробування, розширення функціональних можливостей експериментального визначення статико-динамічних характеристик бетону в умовах циклічних навантаг, що полягає в чергуванні додатки статичних і динамічних навантажень на зразок. 4 іл.

Стенд для випробування зразків гірських порід і моделей з еквівалентних матеріалів

Винахід відноситься до області вібраційної техніки і призначене для дослідження зразків гірських порід і моделей з еквівалентних матеріалів на вплив механічних коливань, а саме, хвиль Релея. Стенд містить підставу, встановлені на ньому полку з захопленням для зразка, механізм навантаження, пов'язаний із захопленням і включає привід обертання. Механізм навантаження виконаний у вигляді диска обертання, на торцевій поверхні якого виконана кільцева канавка, двох роликів кочення, оппозитно розміщених в канавці, двох жорстких паралельних упорів, розташованих у площині, паралельній площині обертання диска, кожен з яких одним кінцем з'єднаний з відповідним роликом, а іншим кінцем жорстко з'єднаний з захопленням. Диск обертання ексцентрично закріплений на валу привода обертання і встановлений на валу з можливістю регулювання ексцентриситет, а привід обертання виконаний з можливістю регулювання швидкості обертання. Технічний результат: збільшення обсягу одержуваної інформації при проведенні випробувань зразків гірських порід і моделей з еквівалентних матеріалів за рахунок можливості впливу на них коливань кругової або еліптичної форми, характерних �

Спосіб контролю жорсткості однопрольотних балок із фізично нелінійного матеріалу

Винахід відноситься до галузі будівництва і призначене для контролю жорсткості балок, виготовлених з матеріалу, що володіє фізично нелінійними властивостями (зокрема, залізобетонних балок), і навантажених рівномірно розподіленим навантаженням. Згідно заявленим способом виготовляють для певного типу балок із фізично нелінійного матеріалу еталонну конструкцію з дотриманням усіх технологічних вимог щодо якості. Визначають зазначеної конструкції основну або першу резонансну частоту коливань ω0. Навантажують конструкцію східчасто-зростаючою рівномірно розподіленим навантаженням, вимірюють максимальний прогин w0 на кожному етапі навантаження і за результатами випробувань еталонної балки будують апроксимує функцію З цієї залежності при контролі жорсткості серійно випускаються балок певного типу визначають значення параметра До відповідного контрольній навантаженні q0. Технічний результат - розширення технологічних можливостей неруйнівного контролю жорсткості балок, виготовлених з матеріалу, що володіє фізично нелінійними властивостями. 1 табл., 3 іл.

Установка для випробування зразків на вигин

Винахід відноситься до випробувальної техніки, зокрема до установок для випробування зразків матеріалів на вигин. Установка містить підставу, встановлену на ньому поворотну платформу, встановлений на ній захоплення зразка, відцентровий вантаж для закріплення на кінці зразка, привід обертання платформи, що включає вал з приводом обертання і кілька ковзанок, встановлених з ексцентриситетом відносно осі вала по різні сторони від осі обертання платформи і призначених для фрикційного взаємодії з нею. Установка додатково постачена приводом обертання захоплення відносно осі обертання платформи. Технічний результат: розширення функціональних можливостей установки шляхом забезпечення випробувань при знакопеременном вигині зразка в двох площинах з одночасним відцентровим розтягуванням. 1 іл.

Установка для випробування зразків матеріалів на втому при згині

Винахід відноситься до випробувальної техніки, до випробувань на міцність. Установка містить підставу, встановлені на ньому співвісно торцеві і центральний захвати із загальною віссю обертання і отворами для зразка, привід обертання торцевих захоплень, штовхач, одним кінцем пов'язаний з центральним захопленням, і нагружатель, з'єднаний з іншим кінцем штовхача. Отвори в захопленнях мають некруглое перетин і виконані у відповідності з перерізом зразка. Технічний результат: збільшення обсягу інформації шляхом проведення випробувань при одноцикловом і двухцикловом навантаженні вигином з постійним співвідношенням зусиль в поздовжніх перерізах зразка. 1 з.п. ф-ли, 1 іл.

Центральна установка для циклічних випробувань

Винахід відноситься до випробувальної техніки, до дослідження зразків і виробів на міцність при циклічному навантаженні. Установка містить корпус, встановлену на ньому платформу з приводом обертання, розташовані на ній додаткові платформи, захват для зразка, розміщений на одній з додаткових платформ. Додаткові платформи встановлені послідовно одна на іншу і забезпечені приводами обертання, при цьому кількість платформ задано кількістю циклів навантаження. Технічний результат: розширення технологічних можливостей шляхом забезпечення многоциклових навантаг при незалежному регулювання кількості і параметрів циклів в ході випробувань. 1 іл.

Спосіб випробування конструкцій і установка для його здійснення

Винахід відноситься до галузі будівництва, а саме до механічних випробувань матеріалів, зокрема до способів випробування будівельних конструкцій, і може бути використане для випробування балкових конструкцій на вигин. Сутність: на зразок прикладають регульовану циклічне навантаження та швидкості навантаження або швидкості разгружения, і за її величиною, вибрані параметри навантаження витримують на заданому проміжку часу. Діапазон і місце прикладання навантажень регулюють пристроєм навантаження і силовим пристроєм, а міцнісні і деформаційні параметри випробовуваної конструкції вимірюють у заданому інтервалі часу. Установка містить закріплені в силовому підлозі опори для розміщення випробовуваного зразка, пристрій навантаження з силовим пристроєм. Пристрій навантаження виконують у вигляді, щонайменше, одного важеля, а силовий пристрій виконують у вигляді вантажної ємності, яку розміщують на кожному важелі пристрою навантаження та виконують з можливістю її заповнення рідиною. Технічний результат: можливість оцінити міцнісні та експлуатаційні параметри згинальних будівельних конструкцій в реальних режимах зміни навантажень при експлуатації�

Установка для випробування зразків матеріалів на вигин

Винахід відноситься до випробувальної техніки, до установок для випробування зразків матеріалів на вигин. Установка містить підставу, встановлену на ньому поворотну платформу, захоплення зразка, закріплений на платформі, два відцентрових вантажу, призначені для закріплення на кінцях зразка, привід обертання платформи, що включає вал з приводом обертання, кілька ковзанок, встановлених з ексцентриситетом по різні сторони від осі обертання платформи і призначених для фрикційного взаємодії з нею, один з яких встановлений на валу. Установка додатково постачена другим валом, встановлених співвісно першому валу, і приводом обертання другого валу, при цьому другий каток встановлений на другому валу. Технічний результат: розширення функціональних можливостей установки шляхом забезпечення випробувань як при знакопеременном згині в двох площинах, так і при знакопеременном вигині в одній площині і знакопостоянном вигині в другій площині, а також при круговому згині і круговому згині з розтягом. 1 іл.

Відцентрова установка для випробування зразків при дослідженні енергообміну

Винахід відноситься до випробувальної техніки, до відцентрових установок для випробування зразків на міцність при дослідженні енергообміну. Відцентрова установка містить підставу, встановлену на ньому платформу обертання, радіально розміщені на платформі захвати для зразка, один з яких з'єднаний з платформою, відцентровий вантаж, з'єднаний з другим захопленням, і два співвісно встановлених приводу обертання, кінематично пов'язаних з платформою. Відцентрова установка додатково постачена двома електромагнітними фіксаторами для з'єднання платформи з відповідними приводами обертання. Технічний результат: підвищення обсягу інформації при дослідженні енергообміну при деформуванні і руйнуванні твердих тіл шляхом забезпечення випробувань при ступінчастих зміни осьового навантаження з створенням в моменти ступінчастих змін осьового навантаження імпульсних згинаючих навантажень, пропорційних величин ступенів зміни осьового навантаження і мають однакові або різні напрямки вигину. 1 іл.
Up!