книги из ГПНТБ / Стабильность свойств ферритов. (Анализ физических свойств при внешних воздействиях, прогнозирование. Элементы проектирования)

и частотой собственных механических колебаний [113]. Измерения производятся на специальных установках для измерения резонансных частот, называемых модулемерами, например ИЧМ12-2 ЛЭТИ [62]. Структурная схема модулемера представлена на рис. 3.11. В испы­ туемом стержневом образце с помощью электродинамического воз­

Рис. 3.11.

нератора 1, возбуждаются механические колебания. Эти колебания воспринимаются иглой приемника механических колебаний 3, кото­ рый преобразует их в электрические. После усиления в усилителе 4 полученные электрические колебания подаются на пластины верти­ кальной развертки ЭЛТ. В момент резонанса величина сигнала на экране максимальна, а соответствующая этому моменту частота

107

задающего генератора равна собственной резонансной частоте образ­ ца. Для ’•ого чтобы точнее определять первую гармонику резонанс­ ной частоты, сигнал задающего генератора подают на вторую пару пластин ЭЛТ. На экране трубки появляются фигуры Лиссажу, пока­ занные на рис. 3.12. Фигуры эти имеют различный вид в зависимости от соотношения частот: а — 1:1, б — 1:2, в — 1 :3 и фаз напряже­ ний на вертикальных и горизонтальных пластинах ЭЛТ. Частоте соб­ ственных колебаний образца соответствуют фигуры, показанные на рис. 3.12,а. Резонансный метод определения упругих постоянных на кольцевых образцах был предложен Дуровкиным [40].

1-3

ос-90°

в образцах ультразвуковых импульсов продольных или поперечных колебаний производится обычно на ультразвуковых измерителях скорости. Измерение скорости распространения ультразвуковых коле­ баний в образцах твердых тел прибором УЗИС-ЛЭТИ основано на сравнении времени распространения ультразвука в образце и в эта­ лонной жидкости, для которой скорость распространения ультразвука известна [62].

Полученные таким образом величины частот собственных меха­ нических колебаний образца или скорости распространения в нем ультразвука позволяют легко определять величины упругих постоян­ ных расчетным способом.

Определение модуля Юнга. Определение модуля Юнга по часто­

те собственных механических колебаний можно производить как при продольных, так и при поперечных колебаниях. В случае продольных колебаний прямоугольных стержней определение модуля Юнга ведет­ ся по формуле:

Е = 4001,5-10"3 (Q/F) lflv (кПа),

где fпр — резонансная частота, равная частоте собственных продоль­ ных механических колебаний образца, Гц; I — длина стержневого образца, м; Q — вес образца, Н; F — площадь поперечного сече­ ния, м2.

108

Для образцов круглого сечения с диаметром d

Е = 5080ІО -3 (Q/d) lflp, (кПа).

Для случая поперечных (изгибных) колебаний стержней на двух опорах со свободно свешивающимися концами

дикулярной изгибу, для прямоугольного сечения с высотой h и ши­

£=ор(1+ѵ) (1—

собственной частоте крутильных колебаний fKV стержневых образ­ цов по формуле:

= 1,183.

Определение модуля сдвига по скорости распространения попе­ речных ультразвуковых волн ѵв производится по формуле:

G= ünY • 102/98,І, (кПа),

где у — удельный вес образца, Н/м3.

Определение коэффициента Пуассона. При определении упругих

постоянных по частоте собственных колебаний коэффициент Пуассона вычисляется, как и при статическом методе, по известной формуле v = (£ /2 G )—1, т. е. через другие упругие постоянные.

При определении упругих постоянных по скорости распростра­ нения ультразвука в материале значение коэффициента Пуассона находится из выражения:

V= (О* - 2 ф /2 (о » - »2).

109

Результаты испытаний

Зависимость величин пределов прочности от вида деформации. В табл. 17 и 18 приведены результаты прочностных и деформационных испытаний некоторых

500твердили высказывания авторов [96, 104] о том, что для хрупких материалов

100 LQ*

г1

пористость является параметром, существенно влияю­ щим на прочностные свойства и на величину упругих по­ стоянных. На рис. 3.14 показана связь прочностных ха­ рактеристик основных марок ферритов при растяжении и сжатии с их пористостью. На рис. 3.15 показаны зави­

ферритов и величины упругих постоянных с увеличени­ ем пористости (снижением плотности) значительно сни­ жаются.

Влияние масштабно-технологического фактора. Зави­ симость прочности ферритов от масштабно-технологиче­ ского фактора видна из табл. 19. Очевидно, что у из­ делий малых размеров предел прочности может быть

110

I

достаточно высоким. Ти­ пичная зависимость неко­ торых прочностных ха­ рактеристик феррита мар­ ки 50ВЧ2 от размеров об­ разцов представлена на рис. 3.16, а аналогичная зависимость для модуля Юнга — на рис. 3.17.

Из таблиц и графиков видно, что прочность при всех видах испытаний уменьшается с увеличени­ ем объема и площади по­ перечного сечения об­ разца.

Форма кривых, приве­ денных на рис. 3.16, 3.17, показывает, что скорость понижения прочности при раз­

личных видах деформации и уменьшение величины мо­

степенно замедляется, и эти величины асимптотически стремятся к определенному пределу. Теоретический смысл этого предела состоит в том, что, начиная с неко­ торого достаточно большого размера, в изделии будет налицо полный набор всех возможных неоднородностей. Поэтому практически мы подходим к нему тем ближе, чем крупнее образец и чем больше его объем.

116