Способ определения механических напряжений в конструкции
Изобретение относится к определению напряжений в конструкциях поляризационно-оптическим методом. Цель изобретения - повьшение точности посредством измерения двупреломления, вызванного возникновением необратш-юй анизотропной структуры. Изготавливают модель, конструкции и образецспутник из эпоксидного компаунда, с-т-- верждают их до резиноподобного состояния , нагружают модель и образецспутник, отверждают их до твердого состояния, снимают нагрузку, резрезают их на срезы и измеряют в них оптическую разность хода. По ней определяют напряжения. Переж измерениями модель или ее срезы и образецспутник отжигают. По оптической разности хода в образце-спутнике определяют коэффициент оптической чувствительности , который учитывают при определении напряжений. 1 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (gg 4 С 01 В 11/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4130393/25-28 (22) 09.10.86 (46) 07.05.88. Бюл. В 17 (71) ЛГУ им. А.А. Жданова (72) H.È. Александрова, И.А. Громова и И.И. Демидова (53) 531.781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 1193461, кл. G 01 В 11/18, 1985.
Ушаков Б.Н., Фролев И.П. Напряжения в композитных конструкциях. -М.1
Машиностроение, 1979. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ
НАПРЯЖЕНИЙ В КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к определению напряжений в конструкциях поляризационно-оптическим методом. Цель изобретения — повышение точности по„,Я0„„1394031 А 1 средством измерения двупреломления, вызванного возникновением необратимой анизотропной структуры. Изготавливают модель, конструкции и образецспутник из эпоксидного компаунда, =тверждают их до резиноподобного сост=яния, нагружают модель и образецспутник, отверждают их до твердого состояния, снимают нагрузку, резрезают их на срезы и измеряют в них оптическую разность хода. По ней определяют напряжения. Переж измерениями модель или ее срезы и образецспутник отжигают. По оптической разности хода в образце-спутнике определяют коэффициент оптической чувствительности, который учитывают при определении напряжений. 1 ил, 1394031
Изобретение относится к определе» нию напряжений в конструкциях поля-. рйзационно-оптическим методом.
Цель изобретения — повышение точ5 ности посредством измерения двупреломления, вызванного возникновением необратимой аниэотропной структуры.
На чертеже приведен график зависимости остаточного двупреломления 10 и напряжений.
Отверждение полимера в поле механ ческих напряжений приводит к нео ратимым структурным изменениям, пЬскольку эксперимент начинается от тЬчки геля, т.е. когда сформирована с6тка достаточно больших размеров, но недостаточно прочная. При действии нагрузок накапливаются разрывы в сетке, Возникающая структура ориен- 2р тНруется в поле напряжений, вызваннЬм действием нагрузок. Это и приводит к возникновению необратимой анизотропной структуры. Образующееся в различных экспериментах и тех- 25 нологических процессах остаточйое двупреломление о cos q можно разделнть на три составляющие
g cos2q =1 cos 2(g +1 cos2q +З„соз2 „30 где 3>cos2Q > — упругая составляющая;
cos2y — высокоэластическая сов э вэ ставляющая;
З„соз2 „- обратимая структурная составляющая.
В зависимости от процесса или задачи вклад этих составляющих различен. При предлагаемом способе рассматрмвается третья составляющая 8» соз2(„, ц по которой определяют структурные напряжения.
Способ осуществляется следующим образом.
Изготавливают модель конструкции и образец-спутник из эпоксидного компаунда, отверждают их до резиноподобного состояния, нагружают модель и образец спутник Отверждают их до 50 твердого состояния, снимают нагрузку, разрезают их на срезы и измеряют в них оптическую разность хода, по которой определяют напряжения, перед измерениями модель или ее срезы и образец-спутник отжигают, по оптич.еской разности хода, измеренной в образце-спутнике, определяют коэффициент оптической чувствительности, который учитывают при определении напряжений.
Пример. Так как в процессе отверждения в образце-спутнике напряжения постоянные, то величина напряжений для модели в виде диска (R = 20 мм, h "- 4 мм), нагруженного сосредоточенной силой Р, известна,и в центре модели разность напряжений
Тогда по закону Вертгейма
3 cos2 q = C(6„„- 6,, ), (1) где С вЂ” коэффициент оптической чувствительности материала, который определяют по оптической разности хода (двупреломлению), измеренной в образцеспутнике.
Кривая 1 представляет собой график (F„cos2$„5„„-(з„„) для различных точек четырех моделей, выполненных из эпоксидного полимерного материала од ного состава (100 мас,ч. смолы
ЭД-16, 60 мас.ч. метилтетрагидрофталевого ангидрида и 0,05 мас,ч. триэтаноламина) . Как видно из чертежа, коэффициент оптической чувствительности в формуле (1) — постоянная величина для разности напряжений (6 „„
-G wv ) 0,36.
Сч = 121" 10 1/МПа.
Величича Сд зависит от химического
1состава эпоксидного материала. Так, для полимера ЭД-20, отвержденного метафенилендиамином, С„ = 480.10 1/УПа
-8
2 (кривая 2) .
Формула изобретения
Способ определения механических напряжений в конструкции, заключающийся в том, что изготавливают модель конструкции и образец-спутник из эпоксидного компаунда, отверждают их до резиноподобного состояния, нагружают модель и образец-спутник, отверждают их до твердого состояния, снимают нагрузку, разрезают их на срезы и измеряют в них оптическую разность хода, по которой определяют напряжения, отличающийся тем дсдяЯ
45 exx — уу +
Составитель Б. Евстратов
Техред Я.Дндык Корректор А. Тяско
Редактор О. Юрковецкая
Тираж 680
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 2208/36
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1394031
4 что, с целью повышения точности, пе- образце-.спутнике, определяют коэфред измерениями модель или ее среды фициент оптической чувствительности, и образец-спутник отжигают, по опти- который учитывают при определении.наческой разности хода, измеренной в . пряжений.
