На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Жесткости динамометра

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

Влияние жесткости динамометра и скорости движения одной из измерительных поверхностей на рассмотренное здесь явление колебания напряжений на нисходящей ветви кривых т (у) можно иллюстрировать опытами В. П. Павлова и Г. В. Виноградова с водной пастой бентонита, которая испытывалась на приборе с коаксиальными цилиндрами, снабженном мягким (с модулем 82 мн-м-рад'1) или жестким динамометром (с модулем 45 н-м-рад~1). Результаты этих опытов представлены на рис. 32. Здесь на нижней оси абсцисс отложена шкала деформаций. Она состоит из трех участков, построенных в разных масштабах с разрывами. Кривая / дает зависимость т (f) в опыте на мягком динамометре при скорости вращения внутреннего цилиндра 0, 16 об/ мин. Переход через предел прочности сопровождается практически моментальным падением напряжения. Вслед за этим начинаются его колебания, причем каждый раз повышение напряжения происходит более или менее медленно, а падение очень быстро. Падению[2, С.78]

С уменьшением жесткости динамометра и задаваемой приводом скорости движения измерительной поверхности, с одной стороны, усиливается снижение напряжения при переходе через предел прочности, с другой стороны, — низкие скорости привода благоприятствуют восстановлению структуры, материала. Поэтому снижение скорости и жесткости динамометра вызывает возрастание[2, С.78]

При ударном нагружении с малой скоростью обеспечение достаточной жесткости динамометра, необходимой для поддержания заданного параметра испытания e=const, требует увеличения сечения динамометра, что ведет к понижению в нем уровня напряжений и деформаций, а следовательно, и к снижению величины сигнала с датчика. Последнее существенно затрудняет регистрацию в связи с возрастанием уровня (относительного) помех. Методика регистрации малых величин деформации с помощью полупроводниковых, пьезоэлектрических [416] или емкостных датчиков [267] (рис. 40) обладает рядом преимуществ.[1, С.105]

На нисходящей ветви кривых т (у) часто наблюдается более или менее интенсивные колебания напряжения сдвига. Амплитуда и частота этих колебаний зависят от эластичности исследуемого материала, скорости деформации и жесткости динамометра так, что их интенсивность возрастает с увеличением эластичности исследуемой системы, скорости деформации и уменьшением жесткости динамометра. Колебания напряжения сдвига после перехода через предел прочности могут быть вызваны, по крайней мере, двумя причинами. Во-первых, особенностями разрушения структуры материала. Можно предполагать, что в двухкомпонентных системах, в которых один из компонентов проявляет высокую эластичность и содержится в относительно небольшой концентрации, разрушение структуры протекает неравномерно. В таком случае колебания напряжения сдвига носят затухающий характер. Однако они могут происходить с низкой интенсивностью и при неограниченно длительном деформировании материала, т. е. достигается только квазиустановившийся режим течения. Во-вторых, колебания напряжения могут быть обусловлены чередующимися отрывами материала от измерительных поверхностей и его прилипаниями к ним, что является одной из важнейших причин эластической турбулентности.[2, С.66]

В методе ?2 = const очень важное значение имеет жесткость динамометрических устройств. Ее удобно характеризовать модулем (С) динамометра, который равен моменту, вызывающему смещение связанной с ним измерительной поверхности на 1 рад. Влияние жесткости динамометра на режим деформирования материала можно приближенно оценить следующим образом. Рассмотрим сначала приборы с коаксиальными цилиндрами, которые разделены узким зазором. Пусть задаваемая линейная скорость измерительной поверхности будет vt. Передаваемый через материал крутящий момент М вызывает угловое смещение «неподвижной»[2, С.63]

После перехода через предел прочности не всегда удается достичь установившегося режима течения. Н. Н. Серб-Сербиной и П. А. Ребиндером [24] было обнаружено, что у высокоструктурированных глинистых суспензий после перехода через предел прочности и некоторого снижения напряжения сдвига вновь наблюдается его повышение, затем снова происходит падение напряжения и т. д. Многократные переходы через предел прочности могут совершаться длительно так, что невозможно достичь установившегося режима течения материала. В. П. Павлов и Г. В. Виноградов показали [19 ], что это явление имеет общее значение для тиксотропных пластичных дисперсных систем. Его проявление усиливается с понижением жесткости динамометра и задаваемой приводом скорости движения измерительных поверхностей. При низких скоростях только использование чрезвычайно жестких динамометров позволяет выйти на установившиеся режимы течения.[2, С.77]

Рис. 32. Влияние жесткости динамометра и скорости движения измерительной поверхности на процесс структурной релаксации у пластичных материалов[2, С.78]

Наиболее существенно и показательно влияние жесткости динамометрических устройств при задании низких скоростей движения измерительных поверхностей в опытах, в которых регистрируются зависимости т (t) и т (у). Снижение жесткости динамометра увеличивает время достижения предела прочности, так как при одной и той же постоянной скорости привода возрастает время, необходимое для деформирования динамометра до напряжения, соответствующего т„. Кроме того, замедление достижения т„ в случае использования мягких динамометров приводит к натека-нию пластической деформации, что может значительно увеличивать у„.[2, С.79]

Особенно сильно проявляется влияние жесткости динамометров на кривые т (?) и т (у) после перехода через предел прочности. При достаточно высокой скорости работы привода, когда отсутствуют колебания напряжения, выход на установившийся режим течения осуществляется медленнее на более жестких динамометрах, так как жесткие динамометры сдерживают разрушение структуры — оно происходит в условиях отсутствия или вообще меньшего повышения скорости деформации при переходе через предел прочности. При низких скоростях с уменьшением жесткости динамометра усиливается резкость снижения во времени напряжения при переходе через предел прочности, который в этих случаях бывает представлен точкой перелома на кривых т (t). Это связано с большим повышением скорости деформации, вследствие чего может натекать значительная деформация, что обусловливает значительную пологость нисходящей ветви кривых т (у). Наконец, если при данном сочетании скорости привода и жесткости динамометра возникают колебания напряжения, то достижение установившегося режима течения становится практически невозможным (без изменения скорости привода).[2, С.80]

Из приведенного выше рассмотрения характера перехода через предел прочности у пластичных систем в зависимости от жесткости динамометра (см. рис. 29) следует, что при низких скоростях привода использование очень мягких динамометров обусловливает[2, С.123]

на достижение установившегося режима деформирования жесткости динамометра и инерции деталей, связанных с измерительной движущейся поверхностью, что делает начальную часть восходящей ветви кривой недостаточно надежной. Следует особенно отметить значительные трудности количественной оценки влияния указанных факторов на форму восходящей ветви кривых т (у), во всяком случае, на начальном ее участке.[2, С.70]

деформации. Для сохранения закона деформирования e = const необходимо использовать динамометры различной жесткости для низких и высоких скоростей ударного нагружения. Неправильный выбор жесткости динамометра может привести к испытанию с постоянной величиной нагрузки вместо постоянной скорости деформирования. Так, при ударном нагружении со скоростью 2 м/с образца с отношением поперечных сечений рабочей части и динамометра ЛД/ЛР=10 повышение напряже-[1, С.93]

Полный текст статьи здесь



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Степанов Г.В. Упруго-пластичное деформирование материалов под действием импульсных нагрузок, 1979, 268 с.
2. Белкин И.М. Ротационные приборы Измерение вязкости и физико-механических характеристик материалов, 1968, 273 с.

На главную