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 пружних елементів, що працюють на стиск-розтяг і коаксіальне кручення. Пружні елементи, що працюють на стиск-розтяг і коаксіальне кручення, застосовують у пристроях для кріплення кабіни на рамі транспортного засобу для підвищення вібраційної захисту[2], [3].

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 испитиваемими зразками матеріалу встановлюють�лавно 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 пружних елементів, що працюють на стиск-розтяг і коаксіальне кручення. Ці характеристики необхідні при проектуванні віброізоляторів, що містять пружні елементи, які при виконанні машиною технологічних операцій із зміною режиму роботи повертають по відношенню до захищеного об'єкта, плавно змінюючи жорсткість віброізоляторів і знижуючи вібрації захищених об'єктів.

Завданням цього винаходу є розширення можливостей способу.

Поставлена задача досягається тим, що в способі визначення динамічних характериродинамического 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 еластичного матеріалу у вигляді циліндричних втулок, одягнених на вали важелів, встановлюють симетрично розташовані відносно осі столика вібратора отвори пристосування, що забезпечує можливість синхронного зміни і фіксації рівних кутів нахилу важелів до поверхні столика вібратора в інтервалі від 0° до 90°, випробовувані зразки еластичного матеріалу вулкания, послідовно змінюють і фіксують за допомогою пристосування кут нахилу важелів до поверхні столика вібратора, при кожному встановленому значенні кута нахилу важелів 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 стиску і зсуву, який має місце при коаксіальному крученні. Наприклад, для гум їх відношення лежить в межах від 500 до 5000 [5, с. 21]. При куті нахилу важелів 0° еластомери працюють тільки на коаксіальне кручення, а при куті нахилу 90° вони працюють тільки на стиск-розтяг. При куті нахилу важелів, який більше 0°, але не менше 90°, еластомери працюють одночасно на стиск-розтяг і коаксіальне кручення.

При зміні кута нахилу важелів 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 накло�ластомеров для випробувань відбирають не менше шести зразків. Кількість випробовуваних зразків беруть дві штуки.

Випробовувані зразки еластичного матеріалу у вигляді циліндричних втулок 1, надягнутих на вали 2 важелів 3, встановлюють симетрично розташовані відносно осі У-У столика 4 вібратора 5 отвори B і З пристосування 6.

Пристосування 6 забезпечує можливість синхронного зміни і фіксації рівних кутів φ нахилу важелів 3 до поверхні столика 6 вібратора 5 в інтервалі від 0° до 90°.

Випробовувані зразки 1 еластичного матеріалу вулканізацією або склеюванням жорстко прикріплюють до валів 2 важелів 3 і внутрішньої поверхні отворів B і З пристосування 6.

Над испитиваемими зразками еластичного матеріалу 1 встановлюють перший вантаж 7. Призводять столик 4 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 амплітуда прискорення вантажу 7 стає максимальною. Амплітуду уѸнамический модуль пружності ЕД(Н/м2) еластомеру за формулою [4, с. 4]

EД=4π2f2MhF,(1)

де f - частота резонансу, Гц;

М - маса вантажу, кг;

h - товщина втулки зразка еластомеру під навантаженням, м;

F - загальна площа поверхні одночасно випробовуваних зразків, що сприймає навантаження, м2.

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

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 φ нахилу важелів 3 до поверхні столика 6 вібратора 5 в интерв�е М вантажу 7 визначають перерахованої послідовності 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 1378.

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 ЕДвід кута φ нахилу важелів 3 до поверхні столика 6 вібратора 5.

В якості випробовуваних зразків використовувалися втулки з гуми, мають довжину 50 мм, зовнішній діаметр 50 мм, отвір 20 мм.

Навантаження на зразки була прийнята 10 КН/м2.

За результатами досліджень можна зробити висновок, що зі збільшенням кута нахилу φ випробовуваних зразків гуми значення динамічного модуля пружності знижується.

Джерела інформації

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

2. Авторське свідоцтво СРСР на винахід №300368. Пристрій дл�е №1604653. Пристрій для кріплення кабіни на рамі транспортного засобу. Опубл. 07.11.1990. Бюл. №41.

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

5. Ляпунов В. Т., Лавендел Е. Е., Шляпочников С. А. Гумові віброізолятори. Довідник. - Л.: Суднобудування, 1988. - 216 с.

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

Спосіб визначення динамічних характеристик еластичних матеріалів, 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 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 від�сси вантажу обчислюють середнє арифметичне значення величин динамічного модуля пружності, відрізняється тим, що випробовувані зразки еластичного матеріалу у вигляді циліндричних втулок, надягнутих на вали важелів, встановлюють симетрично розташовані відносно осі столика вібратора отвори пристосування, що забезпечує можливість синхронного зміни і фіксації рівних кутів нахилу важелів до поверхні столика вібратора в інтервалі від 0° до 90°, випробовувані зразки еластичного матеріалу вулканізацією або склеюванням жорстко прикріплюють до валів важелів і внутрішньої поверхні отворів пристосування, послідовно змінюють і фіксують за допомогою пристосування кут нахилу важелів до поверхні столика вібратора, при кожному встановленому значенні кута нахилу важелів визначають перерахованої послідовності значення динамічного модуля пружності, а для кожної партії матеріалу - середнє арифметичне значення величини модуля пружності.



 

Схожі патенти:

Спосіб визначення динамічних характеристик еластомерів

Винахід відноситься до випробувань матеріалів, а саме до способів визначення динамічних характеристик еластичних матеріалів. Сутність: 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°. Випробовувані зразки матеріалу вулканізацією або склеюванням жорстко прикріплюють до верхньої і нижньої пластин пристосування і над испитиваемими зразками матеріалу встановлюють вантаж. Призводять столик вібратора з навантаженими зразками матеріалу у вертикальне коливальний рух, плавно змінюють частоту коливань і 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 кожного модуля пружності. Технічний результат: можливість отримання залежності динамічного модуля пружності ЕД еластомеру від кута нахилу випробовуваних зразків до поверхні столика вібратора і маси вантажу. 2 іл.

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.
Up!