ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы определения предела выносливости при нагружениях периодической продольной силой, при кручении и изгибе из "Конструкционные полимеры Книга 1" В твердых телах могут распространяться различные типы волн. В неограниченной упругой среде имеются только два типа волн волны расширения и волны сдвига. Вдоль стержня могут распространяться т ри типа волн растяжения, кручения и изгиба а в пластинках — волны растяжения и изгиба. Кроме того, вдоль поверхности твердого тела могут распространяться поверхностные волны Рэлея, если только их длина невелика по сравнению с поверхностными размерами образца. Скорости распространения всех этих упругих волн зависят от упругих постоянных и плотности тела, а также от ряда других факторов. Таким образом, динамические значения упругих постоянных можно определить по скорости распространения волн. [c.239] Если тело не вполне упруго, часть энергии волны напряжения рассеивается в процессе распространения. Величину этого затухания можно поставить в соответствие с внутренним трением, которое определяется иным путем. [c.239] Методы распространения волн обладают рядом преимуществ по сравнению с другими методами. Во-первых, необходимая область частот может быть перекрыта на одном образце, во-вторых, при измерении внутреннего трения этим методом легче уменьшить внешние потери на опорах. [c.239] Неудобства методов распространения волн состоят в достаточной сложности аппаратуры по сравнению с методами резонансных или свободных колебаний не всегда легко обеспечить, чтобы был возбужден определенный тип волны интерпретация результатов, особенно в рассеивающей среде, бывает часто весьма затруднительна. [c.239] Измерения скорости распространения и затухания синусоидальных волн при низких частотах на образцах в форме полос и нитей было предпринято в связи с исследованием динамического поведения полимерных материалов. При этом определяющей упругой постоянной являлся модуль продольной упругости. Сошлемся прежде всего на известные опыты Кольского [1]. Соответствующая методика исследований и экспериментальные данные имеются также в работах [11, 12, 32]. [c.240] При высоких частотах импульсы расширения и сдвига возбуждаются в массивных блоках материала. [c.240] Детектором является пьезоэлектрический кристалл, который связан с нитью маленьким зондом и может перемещаться вдоль образца. Усиленные электрические сигналы подаются на катоднолучевой осциллограф, где фазы и амплитуды двух синусоидальных колебаний сравниваются. Из ряда измерений разности фаз в зависимости от расстояния между детектором и ячейкой возбуждения определяют скорость волны в нити. Затухание может быть определено из изменений амплитуды с изменением расстояния между генератором и детектором. [c.240] Ленским [33] предложен метод для определения динамической зависимости напряжение — деформация резины. Метод основан на измерении местной скорости распространения продольных возмущений. На рис. 4.11 изображена схема приспособления, оно очень просто, и опыты могут быть осуществлены в любой лаборатории. [c.240] Один конец резинового шнура закрепляется в подвижной головке А направляющего штока Б со стопорной чекой Б. Другой конец шнура после необходимого натяжения зажимается непод-вижиыми тисками Г. [c.240] На некотором расстоянии от головки (от 20 до 200 см) при помощи легких хомутиков из жести к шнуру прикрепляются две стрелки О из изолятора шириной 2 мм и толщиной 0,3 мм. Расстояние между стрелками (база) устанавливается в зависимости от точности хронографа и может изменяться от опыта к опыту. [c.241] Перед опытом стрелки О вводят между приливами контактных пружин К так, что обе электрические цепи, идущие к хронографу, разомкнуты. Затем по головке А наносят легкий поперечный удар, достаточный для того, чтобы стрелки при прохожденил волны вышли из контактов. Когда возмущение достигает первого хомутика, захмыкается первый контакт и счетное устройство (хронограф) начинает работу. При прохождении возмущения через второй хомутик замыкается второй контакт и хронограф прекращает работу. Зная расстояние между хомутиками и отсчитав по хронографу время прохождения базы возмущений, определяют скорость волны. При сравнительно низких скоростях распространения волн в каучукоподобных материалах (50—400 м/сек) и больших базах (20—50 см) можно использовать распространенные хронографы. [c.241] Заметим, что при значительных натяжениях скорость ударг мало влияет на скорость возмущений и поэтому можно обойтись без специальных приспособлений, регулирующих постоянство скорости удара. Предложенный метод позволяет одновременно получить статическую и динамическую диаграммы растяжения резины. [c.241] Широкое применение получил метод распространения и затухания ультразвуковых колебаний. Метод состоит в- возбуждении короткого импульса высокочастотных колебаний и в измерении времени его распространения и затухания при прохождении через отрезок. [c.241] В работе также показано, что при помощи импульсного ультразвукового прибора типа УКБ-2 могут быть определены динамические модули продольной упругости, модуль сдвига и динамический коэффициент Пуассона на образцах — стержнях и призмах, начиная с длины 30 мм. [c.242] Измерение затухания волны напряжения при ее распространении в твердом теле служит одним из методов для исследования внутреннего трения. [c.242] В работе [35] содержатся экспериментальные данные о диссипативных свойствах некоторых силовых пластмасс. Диссипация энергии оценивается по логарифмическому декременту, который у исследованных пластмасс значительно выше, чем у металлов. Показано, что логарифмический декремент пластмасс зависит не только от величины напряжения, но также и от частоты колебаний. Пластмассовый образец закрепляли на массивной металлической тумбе. Колебания возбуждались с помощью электромагнита. Для возбуждения колебаний на свободном конце образца с помощью клея БФ-2 закрепляли пластину из ферромагнитного материала. С помощью звукового генератора ЗГ-10 образец вводился в резонанс, после чего амплитуда доводилась до заданной величины. В момент записи обмотка электромагнита размыкалась. [c.242] Опыты проведены на четырех марках стеклопластиков и для сравнения результатов на стальных образцах. Результаты экспериментов представлены на рис. 4.12 в виде графиков зависимости декремента от напряжения. Графики перенумерованы в соответствии с порядковыми номерами материала в табл. 4.3. Из графиков видно, что логарифмический декремент стеклопластиков больше логарифмического декремента стали. [c.242] Эксперименты по исследованию влияния частот колебаний на логарифмический декремент были проведены на образцах из стеклопластика ВФТ-С. Исследования проводили по следующей методике сначала снимали кривые затухающих колебаний консольно закрепленного образца, потом образец укорачивали и снова проводили запись процесса затухающих колебаний. Результаты экспериментов представлены на рис. 4.13. Приведенные данные говорят о том, что чем выше частота колебаний, тем больше значение логарифмического декремента. График 1 построен при напряжении в заделке ст=100 кГ/см , а график 2 — при ст=40 кПсм . Таким образом, логарифмический декремент плаотмасс, в отличие от металлов, существенно зависит от частоты. [c.243] Для изучения распространения волн напряжения может быть использован также эффект фотоупругости. В этом случае необходимо производить высокочастотную фотографию фотоупругих картин. [c.244] Остановимся еще на экспериментальном определении динамических характеристик оптически активных полимерных материалов с помощью метода распространения волн, которое изложено в работе [22]. Испытывались стержневые и блочные образцы, имеющие размеры длина 250 мм, диаметр 60 мм, с помощью ультразвукового дефектоскопа УКБ-1 для частот / = 25, 60, 150 кгц. Испытания проводились в условиях комнатной температуры. Были исследованы органическое стекло (ПММА), целлулоид и несколько модификаций эпоксидного компаунда (ЭК). [c.244] Вернуться к основной статье