摆锤式撕裂仪的基本测试原理介绍(含能量方程)
1、摆锤式撕裂仪摆动时能量方程
撕裂仪不撕裂试样摆动时能量转化的通式为:
撕裂试样时能量转化的通式为:
式中:
m—— 摆锤质量
g—— 当地重力加速度
h1—— 摆重心初始状态的高度
hi—— 摆锤重心通常状态的高度
FiS—— 撕裂试样做功
IZ—— 摆相对于回转中心的转动惯量
αi—— 摆的转角
ωi—— 摆的角速度,它是f(α)的一
阶导数;
M—— 阻力矩
说明:不带下标的都是常量,带下标i的都是与转角有关的不断变化的变量。但是,从理论上讲M(包括转动摩擦力、空气阻力等等)并非常量,会因为有无试样、试样性质的不同和摆的角速度不同等等因素使其发生变化;不过变化很小,在此可忽略不计。以下分析基于忽略摆动速度变化引起阻力矩的变化。
2、势能法
在式(1)(2)中,摆在初始位置时速度为零,动能为零,势能最大;当摆撕裂试样后摆动到另一侧的最高点时,摆动速度仍然为零,动能为零,势能被消耗,有一定的衰减量。记录摆摆动前后的高度即可测定撕裂试样后摆的势能的衰减量。用这个衰减量计算撕裂力的方法这就是势能法。能量方程为:
(3)
3、动能法
测定摆在某一点撕裂试样前后角速度的变化量,即可测定摆的动能衰减量,用这个衰减量计算撕裂力的方法就是动能法。由于测速点是固定的,所以摆在测速点势能是常量。阻力矩的本来就非常小,撕裂试样前后变化也不大,在此阻力矩的变化可以忽略不计。由(1)-(2)式得到:
参考资料:http://www.zhangpoy.com/jishu/779.html
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