21. Металдық материалдарда қандай себептер ішкі үйкелістерді сипаттайтынын көрсетіңіз.

Ішкі үйкеліс— қатты, сұйық және газ тәрізді денелер формасының бұзылуы кезінде өтетін процестер менмеханикалық энергияның пайдасыз шығынына (яғни денелердің ішкі энергиясына түрленуіне) себепші болатын процестер. Сұйықтар мен газдардағы ішкі үйкеліс тұтқырлық деп аталады.

Серпімді емес  эффектілер металл ішіндегі қайтып келмейтін энергия шығынын сипаттайтын ішкі үйкелістің себепкері болып табылады. Кернеу – деформация диаграммаларындағы қисық сызықтар жүк түсіру және жүкті алып тастау кезінде металдардың шала серпімділігі салдарынан сәйкес келмейді (3.4 - сурет), гистерезис қисығын түзеді. Оның көлемі жүк түсірудің бір цикліне таралған энергияны сипаттайды.

 Ішкі үйкеліс шамасын білу белгілі жағдайларда жұмыс істейтін материалды дұрыс таңдау қажет. Мысалы, амортизаторларға арналған          демпфирленетін материалдардың  ішкі үйкелісі жоғары болуы керек.  Керісінше, өлшеу аспаптарының көптеген бөлшектері төменгі    инерциондық пен өлшеудің жоғарғы дәлдігін қамтамасыз ету үшін, серпімді энергияны таратпауы керек.

Ішкі үйкеліс шамасын экспериментті бағалау үшін жүктеу және жүкті алып тастау кезіндегі  кернеу мен деформация арасындағы байланысты білу керек (3.4 - сурет). Практика жүзінде жүктеуді периодты түрде өзгерту арқылы динамикалық әдісті қолданады. Мысалы, синусоидтық заң бойынша. Жүктеуді осылайша өзгертуге деформацияның  периодтық өзгеруі де сәйкес келеді,бірақ,  деформацияның серпімсіздік құбылысы үшін фаза бойынша кернеуден φ бұрышына шегіндеп қалу керек. Tgφ  шамасы – тербеліс энергиясының таралу сипатының, яғни, ішкі үйкеліс сипаттамасының бірі болып табылады. Басқа сипаттаманы петля ауданын бағалау арқылы алуға болады. Бұл аудан бір циклдегі  энергия  тербелісінің ΔW шығын шамасына тең. Ішкі үйкеліс өлшемі ретінде ΔW/2πW, мұндағы W –деформацияның толық энергиясы.

Тағы да бір сипаттама – γ тербеліс  амплитудасының затуханиясының    логарифмдік декременті. Ол тербелістегі үлгінің алдыңғы максимал ауытқуының натурал логарифмінің келесі қатынасына тең.

tgφ≈γ/π≈ΔW/2πW=Q^-1,

Q^-1 – Ішкі үйкелістің кеңінен қолданылатын белгіленуі.

 

3.4 - сурет – Серпімді емес құбылыс нәтижесінде гистерезис қисық сызығының түзілуі

 

Ішкі үйкелісті зерттеудің  эксперименталдық әдістерінің ішінен кеңінен тарағаны – айналу маятнигі әдісі. Түзу айналу маятнигінде үлгі серіппелі ілінген сым немесе лента тәріздес болады, оның төменгі шетіне айналу тербелісін 1 Гц- дейін төмендететін инерциялық масса бекітіледі. Ол айна маятнигінде бекітілген жарық бейнесінің орын ауыстыруын байқай отырып, тербелістерді көзбен көру арқылы тіркеуге мүмкіндік береді. Түзу маятнигінде инерциондық масса үлгіде әжептәуір созу кернеуін тудыруы мүмкін,бұдан тәжірибелер нәтижелері бұрмаланады. Мұндай жағдайда басқа конструкциялы – теріс айналу маятнигін қолданады. Мұнда үлгінің төменгі шеті қатаң бекітіледі, ал инерциондық масса жоғарғы шетіне бекітіледі де тоқтатылуы (затухание) аз  материалмен ұстатылады.

Айналу маятнигінің ішкі үйкелісін схема бойынша өлшеуге арналған эксперименталдық қондырғылар – күрделі қондырғылар.

Бұл қондырғылардың  схема-блогына мына негізгі элементтер кіреді:

1) айналу маятнигі;

2) механикалық коррекция жүйесі;

3) демпфирлеуші құрылғы;

4) қоздыру және тіркеу жүйесі;

5) инерция сәтін өзгерту жүйесі;

6) температураны реттеу және өлшеу жүйесі;

7) вакуумдық  жүйе.