Внутреннее трение.
Материал упругих элементов не является идеальным. Любые металлы, даже самые лучшие, известные на сегодняшний день, имеют «зерновую» структуру из-за того, что при выплавке и остывании процесс «свободной» кристаллизации начинается во множестве точек практически одновременно и продолжается до тех пор, пока отдельные зоны кристаллизации, «зерна» не «мешают» друг другу. В зонах границ зерен концентрируются примеси и нарушается «регулярность» кристаллических решеток.
При деформации такого поликристаллического образца с многочисленными внутренними неоднородностями происходит взаимное «скольжение» по границам отдельных зерен с преодолением сил внутреннего трения. Так называемая, неупругая деформация упругого элемента, порождающая «вторичные» эффекты, учитывать которые приходится в прецизионном приборостроении. В том числе, наблюдаемые в разных экспериментах гистерезис характеристики при гармоничном колебании по закону, например, крутильных колебаний: φ=φmSinωt
Даже крутильные колебания маятника в вакууме будут затухать из-за потерь на внутреннее трения на границах зерен.
Технологические приемы, позволяющие снизить гистерезис:
1) «тренировка» (многократно повторяют циклы при деформациях растяжение – сжатие, изгиб, кручение и др.). Вследствие зерна занимают оптимальное место. Возможно совмещение с термообработкой.
2) «Заневоливание». Перед локализацией расчетной нагрузки, элемент выдерживается при напряжении, примерно на 30% превышающем расчетную нагрузку. Другими словами его изначально нагружают, выдерживают в этом состоянии, возможно, с применением нагрева, а затем, снижая нагрузку, фиксируют нужное для работы напряженное состояние.
Например, если нити подвеса представляют собой элементы кварцевого гравиметра, маятник которого настраивается так, что его плечо в процессе измерения должно располагаться горизонтально, то нити подвеса предварительно закручиваются на угол α, чтобы уравновесить момент силы тяжести в соответствии с равенством MgL= C0α. То есть, они находятся под воздействием постоянного момента MgL. Любой дрейф жесткости C=C0+Cдрейф упругого подвеса нарушит это равенство и изменит горизонтальность оси маятника. Это вызовет погрешность в измерении.
Технологическая операция «заневоливание» необходима для снижения этой погрешности.*
Рис. Доработать. Дать описание, пояснения.[G10]
Дата добавления: 2015-08-04; просмотров: 771;