Жұмысты орындау тәртібі

Тәжірибелік жұмыс

 

Түрлі күйдегі металдар мен қорытпалардың димпфирлену қабілетін акустикалық тәсілмен бағалау

3.1 Жұмыстың мақсаты: материалдардың демпфирлену қабілетін өлшейтін стандартты тәсілдермен, аспаптармен танысу және тетіктер мен құрылымдардың тұрақсыз күйі толқындарының басу эффектісіне әсері.

3.2 Аспаптар мен материалдар: жасытылған және шынықтырылған күйдегі әртүрлі материалдардан жасалған тәжірибелі үлгілер жиынтығы, ағаштан жасалған өзек пішімдес толқындарды қоздырғыш, секундомер.

Теориялық бөлім

Демпфирлену қабілеттілігі (нем. Dämpfer – басушы, сөндіруші) – материалдың деформациялану энергиясының бір бөлігінің қайтымсыз таралуы нәтижесінде деформацияланған дененің механикалық тербелістерін демпфирлеу (басу) қасиеті. Материалдан тараған энергия жылу энергиясына айналады. Демпфирлену қабілеттілігі тербелетін бұйымдар үшін өте маңызды. Ол бос толқындардың басылуын қамтамасыз етеді және резонансты тербелістердің амплитудаларын шектейді, сонымен қатар, динамикалық тұрақтылыққа әсер етеді және деформацияланған дененің автотербелістерінің дамуын қамтамасыз етеді. Демпфирлену қабілеті материалдың жетілмеген серпімділігіне байланысты болады. Ол механикалық кернеудің салмақ берілгенде және алып тасталғандағы деформацияға байланысты тәуелділіктің сызықтық емес және бір қалыпты еместігімен байқалады және циклды деформациялану нәтижесінде тұйықталған қисықтың – гистерезис ілмегінің түзілуіне әкеледі (3.1-сурет).

3.1-сурет.Материалдың деипфирлену қабілеттілігіне байланысты механикалық кернеу мен циклды деформацияланудағы деформация арасындағы тәуелділік.

Ілмек ауданы ΔW() деформация амплитудасы болатын материалдың таралған энергиясының оның циклы бойынша деформацияланған мөлшерін анықтайды. Деформация амплитудалары үшін энергияның материалда таралуы микропластикалық деформациялармен байланысты. Олар дислокациялардың жылжуымен және магнитомеханикалық зистерезиспен байланысты. Демпфирлену қабілеттілігі әдетте энергияның салыстырмалы таралуымен сипатталады.

, (3.1)

мұндағы ΔW() – серпімді деформацияланған энергияның амплитудалы мәні, немесе тербелістің логарирфмді декременті

, (3.2)

мұндағы и – бос тербелістің I – периодты деформацияның бастапқы және соңғы амплитудалары, және де

, (3.3)

мұндағы

 

Көп материалдарда энергияның салыстырмалы таралуы деформация амплитудасына тәуелді және деформациялау жиілігіне мүлдем байланысты емес. Демпфирлену қабілеттілігі химиялық құрамына және материалдың құрылымына, температураға, тұрақты емес күйдің түріне, термиялық өңдеу режиміне, статикалық кернеу өрісінің және магнитті өрістің болуына, алдын ала берілген пластикалық деформацияға және циклды кернеулер әсерінің ұзақтығына байланысты. Демпфирлену қабілеттілігіне байланысты материалдар 3.1 кестеде көрсетілгендей ажыратылады.

 

3.1 - кесте

Материалдардың демпфирлену қабілеті

Материал	δ макс, %
Құйылған магний
Құйылған магний қорытпалары	13—30
Марганецмысты қорытпалар	10—20
Никельтитанды қорытпалар	10—15
Кобальтникельді қорытпалар	6—12
Табақшалы графиті бар шойындар	10—15
Шартәріздес графиті бар шойындар	2—5
Хромды болаттар	1—4
Көміртекті болаттар	0,2—1
Шыны	0,5
Алюминий және алюминийлі қорытпалар	0,1—1
Жез және қола	0,1—0,3
Титан және титанды қорытпалар	0,05—0,15
Ескерту: кернеу амплитудасы тербелісінің логарифмді декрементінің материалдың ағу шегінің оннан бір бөлігіне тең максималды мәні көрсетілген, сынау температурасы 20 °С

 

Демпфирлену қабілеттілігінің сипаттары эксперимент жүзінде үлгі материалының бос тербелістерінің үдемелі басылуымен анықталады, ал амалсыз тербелуде- резонансты қисықтың салыстырмалы енімен, қарсы күшпен деформация арасындағы фазалардың жылжу бұрышымен, амалсыз тербелудің амплитудасы жиілікке байланысты болмайтын, төменгі жиілікті аймақ пен резонанс кезінде деформация амплитудасының қатынасымен немесе нақты тіркелетін гистерезис ілмегімен.

 

Жұмысты орындау тәртібі

3.4.1 Табақшалы қалыптау тәсілімен түбінде тесігі бар стакан пішімдес тәжірибелі үлгілерді дайындау.

3.4.2 Әрбір үлгіні болат сымына ілу.

3.4.3 Ағаш өзекшенің көмегімен дыбысты тербелісті қоздыру.

3.4.4 Дыбысты шығару ұзақтығымен белгінің басылу уақытын анықтау.

3.4.5 Тәжірибелі қорытпалардың демпфирлену қабілеттілігінің сапалы сипаттамасын беру.

 

Есеп беру мазмұны

3.5.1 Жұмыстың мақсаты.

3.5.2 Аспатар мен материалдар.

3.5.3 Теориялық бөлім.

3.5.4 Эксперименттік мәліметтер.

3.5.5 Алынған нәтижелерді талдау және қорытынды.