Structural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsStructural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsСтроительная механика инженерных конструкций и сооружений1815-52352587-8700Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2236410.22363/1815-5235-2019-15-5-399-404Experimental researchesЭкспериментальные исследованияResearch ArticleThe use of fixed points in experimental research of the internal friction of materialИспользование точек покоя при экспериментальном изучении внутреннего трения в материалеZylevVladimir B.ЗылевВладимир Борисович

Doctor of Science (Technical), Professor, Head of the Department of Structural Mechanics

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой строительной механики

manuntdfan@mail.ruPlatnovPavel O.ПлатновПавел Олегович

PhD student of the Department of Structural Mechanics

аспирант, кафедра строительной механики

manuntdfan@mail.ruRussian University of TransportРоссийский университет транспорта15122019155VOL 15, NO5 (2019)ТОМ 15, №5 (2019)39940404122019Copyright ©; 2019, Zylev V.B., Platnov P.O.Copyright ©; 2019, Зылев В.Б., Платнов П.О.2019Zylev V.B., Platnov P.O.Зылев В.Б., Платнов П.О.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/22364

The aim of the work. The work is devoted to experimental research of internal friction parameters of the material. Methods. The research of internal friction is carried out by consideration of damped oscillations of the experimental system that consist of rigid plates and a specimen in a state of pure bending. We propose to locate bearings in the fixed points to minimize energy losses in support fastenings. Fixed points are determined by using a finite element complex with consideration of free oscillations of the loose model. Results. Damping curves were determined, which demonstrate a very small logarithmic decrement of oscillations and frequency independence of inertial friction. The main result of the work is the tested improvements of the experimental technique, among which the main one is the use of fixed points for determining the places of fastening of the laboratory installation

Цели. Работа посвящена экспериментальному определению параметров внутреннего трения в материале. Методы. Внутреннее трение изучается путем рассмотрения затухающих колебаний экспериментальной установки, которая состоит из весьма жестких дисков и стального образца, испытывающего напряженное состояние, близкое к чистому изгибу. Материал образца - малоуглеродистая сталь, поперечное сечение образца - тонкостенный коробчатый профиль. Способ записи колебаний основан на записи перемещения пятна лазерного луча на экране, что полностью исключает потери энергии, связанные с контактом лабораторной установки с записывающим устройством. Для сведения к минимуму потерь энергии в местах крепления предложено устанавливать опоры в точках покоя. Точки покоя определяются при помощи конечно-элементного расчета с рассмотрением свободных колебаний незакрепленной модели, что и реализовано в работе. Результаты. Как пример приводятся кривые затуханий, которые демонстрируют весьма малый логарифмический декремент колебаний и частотную независимость внутреннего трения. Основным результатом работы являются опробованные усовершенствования экспериментальной методики, среди которых основным является использование точек покоя для определения мест закрепления лабораторной установки.

experimental determination of internal friction in a materiallaboratory experimental modeldetermination of fixed points by finite element methodminimization of energy losses in support fasteningslogarithmic decrement of oscillationsfrequency independence of inertial frictionэкспериментальное определение внутреннего трения в материалелабораторная экспериментальная установкаопределение точек покоя методом конечных элементовминимизация потерь энергии в опорных точкахлогарифмический декремент колебанийчастотная независимость внутреннего тренияVelikanov N.L., Naumov V.A., Koryagin S.I. (2017). Vnutrennee trenie pri prodol'nyh kolebaniyah trosa [The internal friction in longitudinal oscillations of the wire rope]. Journal of I. Kant Baltic Federal University. Series: Physical, Mathematical and Technical Sciences, (3), 84–92. (In Russ.)Великанов Н.Л., Наумов В.А., Корягин С.И. Внутреннее трение при продольных колебаниях троса // Вестник Балтийского федерального университета имени И. Канта. Серия: Физико-математические и технические науки. 2017. № 3. С. 84-92.Read T.A. (1940). The internal friction in single metal crystals. Physical review, 58, 371–380.Read T.A. The internal friction in single metal crystals // Physical review. 1940. Vol. 58. Pp. 371-380.Vronskaya E.S. (2017). Dinamicheskij raschet prizmaticheskih sistem s uchetom vnutrennego treniya [Dynamic calculation of prismatic systems taking into account internal friction]. Urban planning and architecture, (3), 24–27. (In Russ.)Вронская Е.С. Динамический расчет призматических систем с учетом внутреннего трения // Градостроительство и архитектура. 2017. № 3. С. 24-27.Khromov V.G., Khromov I.V., Khromov E.V. (2016). Metodika opredeleniya integral'nogo koefficienta vnutrennego treniya dlya poperechnyh kolebanij sterzhnya [Method of determining integral coefficient of internal friction for transverse vibrations of a rod]. Fundamental and applied problems of engineering and technology, (3), 3–7. (In Russ.)Хромов В.Г., Хромов И.В., Хромов Е.В. Методика определения интегрального коэффициента внутреннего трения для поперечных колебаний стержня // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2016. № 3. С. 3-7.Veshkin M.S., Grebenyuk G.I. (2019). Ob ispol'zovanii kompleksnoj modeli vnutrennego treniya v raschetah sterzhnevyh sistem na impul'snye vozdejstviya [On the use of the complex model of internal friction in calculation of rod systems on pulse impacts]. Proceedings of Higher Educational Institutions. Construction, (5), 5–17. (In Russ.)Вешкин М.С., Гребенюк Г.И. Об использовании комплексной модели внутреннего трения в расчетах стержневых систем на импульсные воздействия // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2019. № 5. С. 5-17.Senitskiy Y.E. (2017). Ob uchete sil vnutrennego treniya v nestacionarnyh zadachah dinamiki [About the account of internal friction forces in non-stationary problems of dynamics]. Traditions and Innovations in Construction and Architecture. Natural Sciences and Technosphere Safety (pp. 182–186). (In Russ.)Сеницкий Ю.Э. Об учете сил внутреннего трения в нестационарных задачах динамики // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Естественные науки и техносферная безопасность. 2017. С. 182-186.Novick A.S. (1950). Variation of amplitude-dependent internal friction in single crystals of copper with frequency and temperature. Physical review, 80(2), 249–257.Novick A.S. Variation of amplitude-dependent internal friction in single crystals of copper with frequency and temperature // Physical review. 1950. Vol. 80. No. 2. Pp. 249-257.Khromov O.V. (2009). Eksperimental'noe issledovanie harakteristik vnutrennego treniya stal'nyh spiral'nyh kanatov i provoloki [Experimental research of internal friction characteristics of steel spiral ropes and wires]. Proceedings of Odessa Polytechnic University, (1), 32–35. (In Russ.)Хромов О.В. Экспериментальное исследование характеристик внутреннего трения стальных спиральных канатов и проволоки // Труды Одесского политехнического университета. 2009. № 1. С. 32-35.Platnov P.O. (2018). Eksperiment po proverke chastotnoj nezavisimosti vnutrennego treniya [Experimental verification of the frequency independence of internal friction]. Postgraduate recitations: collection of scientific articles of RUT postgraduates (pp. 66–70). (In Russ.)Платнов П.О. Эксперимент по проверке частотной независимости внутреннего трения // Аспирантские чтения: сборник научных статей аспирантов ИПСС РУТ (МИИТ). 2018. С. 66-70.Zylev V.B., Grigor’ev N.A. (2011). Obobshchennaya model' Prandtlya dlya ucheta sil vnutrennego treniya [Generalized Prandtl model for the account of internal friction forces]. Construction mechanics and calculation of structures, (11), 58–62. (In Russ.)Зылев В.Б., Григорьев Н.А. Обобщенная модель Прандтля для учета сил внутреннего трения // Строительная механика и расчет сооружений. 2011. № 11. С. 58-62.Davidenkov N.N. (1938). Obzor o rasseyanii energii pri vibratsiyakh [Overview of energy dissipation in vibrations]. Journal of Technical Physics, 8(6), 483–499. (In Russ.)Давиденков Н.Н. Обзор о рассеянии энергии при вибрациях // Журнал технической физики. 1938. Т. 8. Вып. 6. С. 483-499.Pisarenko G.S. (1955). Kolebaniya uprugih sistem s uchetom rasseyaniya energii v materiale [Oscillations of elastic systems taking into account the energy dissipation in the material]. Kiev: Akademiya nauk Ukrainskoj SSR Publ. (In Russ.)Писаренко Г.С. Колебания упругих систем с учетом рассеяния энергии в материале. Киев: Изд-во Академии наук Украинской ССР, 1955. 240 с.Sorokin E.S. (1951). Metod ucheta neuprugogo soprotivleniya materiala pri raschete konstruktsii na kolebaniya [Method of accounting for inelastic resistance of the material in the calculation of structures under vibrations]. Research on the dynamics of structures (pp. 5–90). (In Russ.)Сорокин Е.С. Метод учета неупругого сопротивления материала при расчете конструкций на колебания // Исследования по динамике сооружений. 1951. С. 5-90.Sorokin E.S. (1960). K teorii vnutrennego treniya pri kolebaniyah uprugih sistem [On the theory of internal friction at oscillations of elastic systems]. Moscow: Gosstroyizdat Publ. (In Russ.)Сорокин Е.С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем. М.: Госстройиздат, 1960. 154 с.Panovko Ya.G. (1960). Vnutrennee trenie pri kolebaniyah uprugih sistem [The internal friction at oscillations of elastic systems]. Moscow: Izdatel'skij dom fizikomatematicheskoj literatury Publ. (In Russ.)Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. М.: Гос. изд-во физико-математической литературы, 1960. 193 с.