Способ реометрического исследования неупругих материалов

 

Использование: область исследования физических свойств материалов, в частности способы оценки реологических параметров упруговязкопластических, нелинейновязких и других подобных материалов. Сущность изобретения: капсулу с образцом материала помещают на вогнутую поверхность бесконечной криволинейной ленты и деформируют образец за счет движения ленты, причем радиус кривизны поверхности (R) ленты выбирают из соотношения R (3/2) (h + L), где h - высота капсулы; L- длина капсулы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР е*ки

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЬР1 БАТИСТЕ, А

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4818743/25 (22) 28.02.90 (46) 15.08.92. Бюл. ¹ 30 (71) Институт горного дела СО АН ССС (72) А.Ф. Ревуженко

{56) Патент США № 4095461, кл. G 01 N 3/24, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1582078, кл. 6 01 N 11/00, 1988, (54) СПОСОБ РЕОМЕТРИЧ ЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ Н ЕУП РУГИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к исследованиям физических свойств различных материалов, в частности к способам оценки реологических параметров упруговязкопластических, нелинейно вязких и других подобных материалов, и может быть использовано, например, в химической промышленности или в другой отрасли, связанной с обработкой неупругйх материалов, в учебном процессе при демон-. страции реологическото поведения различных сред, в исследовательской практике при исследовании различных материалов с целью оценки различных технологий их получения, Известен способ автоматического определения модуля упругости и коэффицйента вязкости материала при помощи эксцентрично расположенных дисков, по которому образец помещают между двумя поверхностями вращающихся дисков, Ось вращения одного диска смещена относительно оси другого диска для создания в материале напряжений, К недостаткам этого способа можно отнести сложность в реализации и тарировке

„„. Ж„„1755114 А1

{н)5 G 01 N 11/00

2 (57) Использование: область исследования физических свойств материалов, в частности способы оценки реологических параметров упруговязкопластических, нелинейновязких и других подобных материалов. Сущность изобретения: капсулу с образцом материала помещают на вогнутую поверхность бесконечной криволинейной ленты и деформируют образец за счет движейия ленты, причем радиус кривйзны псверхнности(й) лентйвыбйрают из соотношения Й > (3/2) (h + L), где h— высота капсулы; 1„- длийа капсулы, 3 ил. измерительного процесСа, а также в наличии погрешностей, которые связаны с сопротивлением сдвигу боковой поверхности, установка которой необходима для испытания текучих сред.

Известно, что идеальнйми с теоретиче- (Л ской точки зрения доЛжны бйть способы (Л реометрического исследования, основная цель которых должйаг состоять в том, чтобы добиться напряженнодеформированного состояния испытуемого материала; наибо- + пее близкого к однородному. Однако фактическии существующие способы реализуют д состояния все же достаточно далекие от однородного, Одним из идеальных является течение, когда оно осуществляется внутри эллиптического цилиндра (эллиптической области в сечении), причем на границе этой области должен задаваться вектор скорости, удовлетворяющий закону Кеплера:

{v n) =О, lv x rl const, (1) где v — скорость на границе: n — нормаль к границе; r — радиус-вектор материальной

1755114 точки на границе. Первое условие означает, что частицы смещаются вдоль границы, второе показывает. что частицы, находящиеся дальше от центра, должны двигаться медленнее, чем те; которые находятся ближе к центру. Технически реализовать оба условия черезвычайно сложно.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, согласно которому условие . (1) принимает вид (v и) = О, (v1= const. (2)

По этому способу образец помещают в цилиндрическую капсулу из гибкого материала, располагают на наклонной плоскости, образующей перпендикулярно направлению наибольшего ската, деформируют образец путем перемещения капсулы под деиствием силы тяжести и по углу ската и скорости перемещения судят о реологических свойствах материала. (Мерой угла ската служит угол между горйзбнтом и касательной к середине поверхйости капсулы, контактирующей с наклонной плоскостью). В сечении капсула имеет форму, близкую к эллипсу. В идеале условие (1) должно ставиться на границе, имеющей в точности эллиптическую форму. Однако капсула лежит на плоской поверхности. Это приводит к ее расплющиванию, в частности к появлению прямолинейного участка. В целом это является источником неоднородно" сти течения и появления погрешности при интерпретации результата, Цель изобретения — увеличение достоверности испытаний.

Указанная цель достигается 1åì, что согласно способу реометрйческого испытания

" неупругих материалов, по которому образец помещают в цилиндриЧеску1й кайсулу из гибкого материала, деформируют его между двумя поверхностямй и по углу ската судят о реологических характеристиках материала, капсулу с образцом помещают на вогнутую поверхность бесконечной криволинейной ленты и деформируют образец за счет движения ленты с заданной угловой скоростью, при этом радиус кривизны поверхности ленты выбирают из соотношения

Я3 Ь+ где R — радиус кривизны поверхности, на которой находится капсула; h — высота капсулы; — длина капсулы.

На фиг.1 представлено устройство для

5 испытания материала по предлагаемому способу; на фиг.2 — устройство, вид сбоку; на фиг.3 — график зависимости угла перемещения капсулы от скорости движения лентьь

Устройство представляет собой цилин10 дрический барабан 1 с прозрачными стенками, в который помещается капсула 2 с испытуемым материалом 3, Капсула 2 изготавливается из тонкой резины толщиной

0,06 — 1,0 мм, 15 Способ осуществляют следующим образом, В барабан 1, изготовленный из оргстекла, помещают, не закрепляя, капсулу 2, заполненную исследуемым материалом 3 и

20 закрытую герметично. Барабан 1 приводят во вращение с заданной скоростью Через прозрачные стенки барабана 1 ведут наблюдение за капсулой 2 и фиксируют ее положение относительно вертикальной оси

25 барабана 1, т,е. фиксируют скатывающую силу.

На чертеже показай барабан в форме кругового цилиндра. Устройство для осуществления способа может иметь и другой вид, 30 Необходимо лишь, чтобы поверхность, на которой расположена капсула, имела вогнутость.

Формула изобретения

Способ реометрического исследования

35 неупругих материалов, при котором образец помещают в цилиндрическую. капсулу из гибкого материала, деформируют его между двумя поверхностями и по углу ската судят о реологических свойствах материала, о т л и ч а40 ю шийся тем, что, с целью увеличения достоверности испытаний, капсулу с образцом помещают на вогнутую поверхность бесконечной криволинейной ленты и деформируют образец за счет движения ленты, при этом радиус

45 кривизны поверхности ленты выбирают изсоотношения

3 й+1 где R- радиус кривизны поверхности ленты, 50 на которой находится капсула;

h и 1 — высота и длина капсулы, 1755114

o,ro

Составитель А,Ревуженко

Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор Ю. Середа

Производственно-издательский комбинат" Патент",г.Ужгород,уд. Гагарина,101

Заказ 2886 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5