Метод свободных крутильных колебаний

Рис. ХП. 3. Спектр времен релаксации сшитого бутадиеннитрильного эластомера СКН-50 при 323 К. полученный методом свободных затухающих крутильных колебаний [Д —логарифмический декремент затухания (обозначения переходов см. в табл. ХП. 1)1

МЕТОД СВОБОДНЫХ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ [c.52]

Среди различных акустических методов исследования полимеров наибольшее распространение получили резонансные методы. Наиболее распространенным из них является метод свободных крутильных колебаний полимерного образца. Этот метод используется в крутильных маятниках, на которых проведено подавляющее большинство исследований вязкоупругого поведения полимеров. Большое распространение в последнее время получили также методы вынужденных резонансных колебаний. На низких частотах этот метод реализуется на установках, прин- [c.51]

Пр,и определении внутреннего трения методом затухания свободных крутильных колебаний исследования проводят на проволочных образцах длиной 310 мм при частоте порядка 1 гц на приборе РКФ-МИС [122]. За характеристику внутреннего трения принимают логарифмический декремент затухания. Расчеты проводят по формуле [c.101]

Измерение внутреннего трения образца можно производить двумя методами снятием резонансной кривой при возбуждении в образцах поперечных колебаний и методом затухания свободных крутильных колебаний. Первым методом измеряют внутреннее трение на установке сконструированной в специальной лаборатории Московского института стали и сплавов [16] путем определения амплитуды колебаний при резонансной и близкой к ней частотах [c.256]

Наиболее распространенным методом измерении внутреннего трения является наблюдение затухания свободных крутильных колебаний малой амплитуды. [c.216]

Для изучения вязко-упругих свойств органических твердых тел были разработаны и применены динамические испытания различных типов . Одним из наиболее широко используемых методов исследования является измерение свободного затухания по этому методу образцу, обычно связанному с добавочной массой, придается начальное смещение, достаточное для того, чтобы вызвать колебания затем измеряется амплитуда колебаний как функция времени. Обычно этот тип испытаний реализуется на приборе, называемом крутильным маятником [226], и в таком виде широко используется многими исследователями. Динамический модуль О (ю) или Е (м) может быть вычислен для этого метода испытаний и используемой геометрии образца из наблюдаемой частоты колебаний как при сдвиге, так и при изгибе, а из наблюдаемой зависимости амплитуды от времени определяется так называемый логарифмический декремент затухания А, представляющий собой логарифм отношения двух последовательных амплитуд колебаний. Если затухание мало, так что членами второго порядка можно пренебречь, и если исследуемый образец ведет себя как простое линейное вязко-упругое твердое тело, то логарифмический декремент может быть непосредственно связан с действительной и мнимой частями динамического модуля, определенным в предыдущем разделе соотношением [c.339]

Интегральный метод свободных колебаний широко используют для испытания образцов, вырезанных из материала изделия. На рис. 2.40 показана структурная схема прибора для этой цели. В образце 4 с помощью излучающего 3 и приемного 5 преобразователей возбуждают и регистрируют продольные или крутильные колебания. Преобразователи типа ЭМА дают возможность осуще- [c.163]

Естественно, что как матричный, так и комбинаторный методы расчета статистической суммы применимы к макромолекуле лишь в поворотно-изомерном приближении, т. е. лишь при условии, что каждая мономерная единица может иметь конечное число конформаций. В принципе матричный метод модели Изинга мог бы быть обобщен и на случай непрерывного континуума состояний каждой мономерной единицы матричные уравнения заменились бы интегральными. В этом, однако, нет практической необходимости (даже если не учитывать квантованный характер крутильных колебаний), так как непрерывная потенциальная кривая внутреннего вращения с любой наперед заданной степенью точности может быть разбита на конечное число отдельных участков, внутри которых энергия может считаться постоянной. Ширина участков, определяющая энтропию введенных таким образом дискретных состояний мономерной единицы, зависит, разумеется, от крутизны потенциальной кривой в данной точке. В соответствии с этим указанные дискретные состояния системы должны характеризоваться не энергией, а свободной энергией, которую мы, однако, по-прежнему будем обозначать буквой и ). Необходимо подчеркнуть, что, как правило, мономерные единицы макромолекул действительно обладают конечным (и обычно весьма небольшим) набором дискретных конформаций — поворотных изомеров, энергии которых определяются взаимодействиями валентно не связанных атомов в точках относительных минимумов потенциальной кривой, а энтропии — крутизной потенциальной кривой вблизи этих минимумов. [c.142]

Методы свободных и вынужденных колебаний обратимы. В автоматическом варианте метода Робинсона импульс прикладывается к язычку, и измеряется логарифмический декремент. Ранее, Перец и др. [8] разработали крутильный маятник, в котором с помощью подводимой энергии устанавливаются резонансные колебания, по которым, в свою очередь, можно определить энергетические потери. [c.67]

Методом закручивающегося шнура [2] определяют изменение жесткости полимера при переходе от стеклообразного состояния к каучукоподобному и далее к жидкому. Вертикально подвешенный шнур из стеклянного волокна покрывают тонкой пленкой полимера (из раствора) и нижний свободный конец шнура присоединяют к крутильному маятнику. Изменение жесткости полимера в зависимости от температуры приводит к изменению затухания или частоты индуцированных крутильных колебаний. Эта методика была использована для изучения термической стабильности гетероатомных [2] и сшитых полимеров. [c.318]

Если механические свойства исследуемого материала линейны, т. е. его упругие свойства не зависят от амплитуды, то при заданной частоте колебаний период и логарифмический декремент свободных колебаний будут определять механическое поведение данного материала. Этим методом проведено большое число исследований внутреннего трения. Так как для облегчения наблюдения желательна большая амплитуда, метод свободных колебаний обычно реализуется в таких вариантах свободные изгибные или крутильные колебания, а также свободные затухающие колебания в вязких жидкостях. [c.223]

Испытание методом свободных колебаний. Проще всего этот тип испытания осуществляется, если задать в начальный момент некоторую деформацию, а затем предоставить системе свободно колебаться. Вследствие внутреннего трения амплитуда колебаний быстро затухает. Обычно для того чтобы получить достаточное число колебаний, к испытываемому образцу приходится присоединить дополнительную массу. Этот тип испытаний удобен для опытов на кручение (так называемый крутильный маятник) или на изгиб. [c.11]

Комплексный эластовискозиметр был разработан А. А. Трапезниковым [33]. Прибор позволяет изменять скорость сдвига в 10 раз (при зазоре 0,1 см — от 5-10 до 5-10" с"1) с помощью трех многоступенчатых коробок скоростей через магнитную муфту. Крутильная головка посредством червячной передачи обеспечивает быстрый поворот на большие узлы, ограничиваемые специальным упором, и медленный — на малые углы с точностью до 2. Угловые смещения цилиндров фиксируются визуально или фотоэлементами с помощью шлейфового осциллографа или самопишущего потенциометра. Закручивая внутренний цилиндр через крутильную головку, скорость сдвига можно уменьшить еще на несколько порядков. Для исследований тиксотропии и реопексии прибор имеет передвижной арретир, предназначенный для удержания внутреннего цилиндра и центрирования. Вискозиметр снабжен также игольчатым центратором, который применяется при больших скоростях вращения. Дополнительные устройства позволяют измерять эластические деформации при заданных напряжениях, а также модули сдвига и коэффициенты затухания свободных и вынужденных колебаний при работе маятниковым методом. [c.263]

Измерения резонансным методом мо1гут быть пгроведены при продольных, изгибных или крутильных колебаниях при частотах от нескольких гц до нескольких мггц. Метод может быть успешно применен в том случае, когда демпфирование настолько велико, что свободные колебания затухают слишком быстро, чтобы можно было произвести точные измерения. Основное неудобство резонансного метода состоит в том, что соединение управляющей системы с образцом может привести к изменению резонансной частоты и формы резонансного пика. В случае, если необходимо учесть этот эффект, проводится ряд измерений с меняющейся степенью связи. [c.227]

Для качества нити при использовании метода двойного кручения особенно важен беспрепятственный сход нити, так как нитенатяжитель 12 (см. рис. 27.6) действует на незащищенную, крайне чувствительную нить, не имеющую, помимо незначительной крутки, полученной в результате схода нити через торец, никакой защитной крутки. Очень большое значение имеют качество и надежность нитенатяжителей. Имеется большое количество различных нитенатяжителей. Хорошо зарекомендовали себя пластинчатые нитенатяжители, состоящие из магнитных пластин, действие которых можно варьировать, изменяя число составляющих их элементов. Нитенатяжитель следует устанавливать так, чтобы нить охватывала крутильный диск под углом примерно 270° и чтобы с двух сторон оставалось большое свободное пространство на случай колебаний. [c.560]

В предыдущих разделах было показано, что параметры, хара ктеризующие акустические свойства полимерных материалов, в значительной степени зависят от их структуры. Это особенно важно для исследования аморфных полимеров, для которых прямые структурные методы, как правило, не дают достаточной информации. Между тем сведения о надмолекулярной организации аморфных полимеров, получаемые в результате акустических исследований, обычно скудны. Это обусловлено, в частности, тем, что акустические измерения зачастую проводятся в сравнительно узком интервале температур. Причиной, препятствующей получению пп-формации о структуре полимеров, является и различие в применяемых методах акустических измерений, затрудняющее сопоставление экспериментальных данных. В связи с этим были предприняты [19] исследования акустических свойств некоторых широко распространенных аморфных полимеров в широком интервале температур методом свободных крутильных колебаний. Объектом исследований служили следующие материалы атактический полистирол, поливинилхлорид, полиметилметакрилат, поликарбонат, полисульфои. [c.277]

Различные пластики методом свободных крутильных колебаний в области частот до 1000 гц исследовал Лизерзич [3], используя фотографические методы записи. [c.225]

Наиболее распространен метод определения динамического модуля сдвига при свободных крутильных колебаниях образца (в виде полоски или цилиндра) на крутильном маятнике, а также испытания при изгибных колебаниях свободно лежащего или закрепленного в зажиме образца или образца с системой подвешенных на нем маятников для определения ди-памич. модуля упругости и потерь. Модуль определяют, измеряя резонансные частоты и размеры образца. Определения механич. потерь пластмасс при больших амплитудах высокоскоростного ударного воздействия не получили широкого распространения. [c.443]

ФII г. 59. Крутильный. маятник Токиты [15] для измерения динамического модуля Юнга волокон методом свободны.х колебаний. [c.172]

В качестве критериев глубины отверждения можно также ис пользовать показатели прочности при изгибе, сжатии и растяжении (ар) [8, 230, 310], напряжения и модуля сдвига [325, 331], модуля упругости при изгибе и 218, 310], равновесного напряжения и модуля упругости, определяемых по релаксации напряжений при постоянной деформации [345], высокоэластичеокого модуля упругости ал [8], динамического модуля Юнга, tgб и других характеристик, определяемых методами свободных крутильных и вынужденных резонансных колебаний [346, 347], а также теплостойкости [7, 333]. В работе [348] показана зависимость <Тр и относительного удлинения при разрыве от плотности сшивки, найденной химическим методом. Установлено также влияние суммарной конверсии двойных связей при сополимеризации на температуру стеклования Гс и. [8, 349], найденные термомеханичеоким методом (рис. 46). Наибольшие изменения эл наблюдаются на [c.119]

Применение спектроскопических и электронографических методов исследования, а также укследование теплоемкостей веществ позволило значительно уточнить п эедставление классической органической химии о свободном вращении групп атомов в молекулах вокруг осей ординарных связей. Результаты этих исследований привели к заключению о существовании не свободного, но более или менее заторможенного вращения или крутильных колебаний атомных групп вокруг осей ординарных связей. Экспериментальные и теоретические исследования в этой области позволили определить энергетический барьер, препятствующий свободному вращению, доказать существование поворотных изомеров молекул и установить связь заторможенного вращения и поворотной изомерии с рядом физико-химических свойств молекул и термодинамических величин соответствующих веществ — энергией образования, колебательным спектром, дипольным моментом, теплосодержанием, теплоемкостью, энтропией, свободной энергией и т. д. [6—12]. [c.50]

В [70, 71] описана конструкция измерительного элемента, позволяющая устранить демпфирующее влияние крепления на добротность резонатора и шунтирование проводящей жидкостью и ее парами электродов резонатора (рис. 2.2.3). Четыре напыленных на цилиндрическую поверхность кварца перекрестно-соединенных электрода возбуждают крутильные колебания резонатора. При погружении свободной от электродов части резонатора в исследуемую среду из-за присоединения к его боковой и торцевой поверхностям массы жидкости происходит увеличение момента инерции, что и приводит к изменению частоты резонатора А/. Блок-схема регистрации резонансных параметров, основанная на методе амплитудпо-фазового баланса, приведена на рис. 2.2.4. Расширение диапазона измеряемых вязкостей может быть осуществлено при использовании режима свободно затухающих колебаний резонатора, нагруженного исследуемой жидкостью (величина т] до 2-10 Па-с [70, 72]), или с помощью резонатора с внутренней цилиндрической полостью. В [70] показано, что с помощью датчика, [c.40]

Шмидером и Вольфом еще в 1953 г. были опубликованы результаты исследований внутреннего трения полиизобутилена (ПИБ), НК, бутилкаучука и других линейных полимеров методом затухания свободных колебаний (на крутильном маятнике) в и1иро-ком интервале температур. Из их данных для ПИБ с молекулярной массой М=1,75-10 следует (рис. 5.7), что ниже температуры механического стеклования Гм = 227 К (а-переход) проявляются V- и Р-переходы, а выше нее при температурах 7 1 = 313 К, Гг—353 К, 7 з=388 К — еще три перехода, которые можно связать с проявлением трех Я-процессов. Этими же авторами для несшитого и слабо-сшитого НК также наблюдалось три максимума в области плато высокой эластичности (при 278, 298 и 333 К), а для бутилкаучука— два максимума (при 313 и 338 К). Для НК плато высокой эластичности простиралось от 233 до 423 К, а для бутилкаучука — от 243 до 363 К- Все это подтверждают приведенные выше результаты, полученные на основании расчетов релаксационных спектров эластомеров. [c.135]

Имеется обстоятельная работа Шмидерд и Вольфа [20], а также другие публикации (см. обзор [21]), данные которых также свидетельствуют о наличии у эластомеров аналогичных максимумов. Шмидер и Вольф исследовали температурную зависимость внутреннего трения и модуля сдвига полимеров методом затухающих свободных коле-бани11 на крутильном маятнике (частота свободных колебаний порядка 1 Гц). Интересные результаты получены ими для бутилкаучука и нолиизобутилена (рис. 5.5). У бутил-каучука, кроме главного а-максимума (при —55 °С), наблюдаются максимумы при низких и высоких температурах. При —115 °С наблюдается Р-процесс, а в области высокоэластического плато (от —30 °С до +90 °С) наблюдаются два максимума, которые следует отнести к Я-процес-сам (при 40 °С и 65 °С). Авторы публикации природу этих максимумов не обсуждают. [c.162]