Способ определения модуля нормальной упругости образцов материалов

 

Изобретение относится к испытаниям материалов. Цель изобретения - повышение точности определения модуля упругости . Способ заключается в том, что на образец наносят смазку, сжимающую силу трения, измеряют деформацию, нагрузку и минимальный и максимальный диаметры сжимаемого образца материала, преимущественно эластомера, а затем в Соответствии с математическими зависимостями рассчитывают модуль упругости. Точность определения модуля упругости определяется точностью проводимых измерений и может быть достаточно высокой. 1 ил., 1 табл.... ....... ./...

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

«!

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (гдспАтент сссР) ® ) )р, »«« ;

Иц) р..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф «

1,332 1 — е 2 D3+бк

)

1 г

red ((d„+ — -)()) .) — 0333 (1 — e)(2 D(+d„) j

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21 4875186/28 (22 03.09.90 (46 07.02.93. Бюл. N 5 (71, Научно-исследовательский институт ср дств автоматизации (72 Е.Ф, Минич (56 Авторское свидетельство СССР

М 350538, кл. G 01 N 3/08, 1986. (54 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ

НОРМАЛЬНОЙ УПРУГОСТИ ОБРАЗЦОВ

МА ГЕPИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытайиям материалов. Цель изобретения — повышеИзобретение относится к испытаниям материалов, B частности K способам определенля модуля упругости, преимущественно эла томеров. с

Известен способ определения модуля упругости образцов матери; ла, заключающи ся в том, что к образ. вдоль его оси пр кладывают с помо»,ью плит сжимающу нагрузку с постоянной скоростью от носительнои деформации и определяют вел чину нагрузки в процессе деформаци . Это техническое решение предназначен для испытания длинномерных тонких образцов материала, нагрузку прикладыва)(1т к ним до момента потери устойчивости). Модуль упругости определяют расчетным путем.

» Ы«„1793315 А1

2 ние точности определения модуля упруго- сти. Способ заключается в том, что на образец наносят смазку, сжимающую силу трения, измеряют деформацию, нагрузку и минимальный и максимальный диаметры сжимаемого образца материала, преимущественно эластомера; а затем в соотве«тствии с математическими зависимостями рассчитывают модуль упругости. Точность определения модуля упругости ойределяется,. точностью прозодимых измерений и может быть достаточно высокой. 1 ил., 1 табл.

\ .)

Цель изобретения — повышение точности определения модуля упругости, преимущественно эластомера, Поставленная цель достигается тем, что в Я известном способе определения модуля упр . гости образцов материала, закл)очающем. ся в том„что к образцу вдоль его оси прикладывают с помощью плит сжимающую нагрузку с постоянной скоростью относитель- Q ной деформацил, определяют величину на- (Д грузки в процессе деформации и определяют. (Д расчетным путем с помощью закона Гука модуль упругости, перед сжатием образца на его, ц торцы наносят смазку, сжимающую трение, -- измеряют дополнительнд диаметры образца в месте контакта с пллтами и в среднем сечении, величину модуля упругости определяют в соответствии с зависимостью

1793315 (1 — г .+(— d, 4 (D5 — дк) aR

=2arcsin И:М (3) 25 и Е2 = 2,240 кг/мм .

1,332 1 — e 2!Я + бк„

E— 2

JId ((d + — - — — (>- I -0,333 (1 — е)(2 D(+ б, )

d, h — первоначальный диаметр и высота образца;

e — коэффициент относительной деформации образца;

d< — диаметр образца в месте контакта с плитами;

Dr — диаметр образца в среднем сечении (максимальный диаметр бочки);

R — радиус, характеризующий криволинейную поверхность сжатого образца;

p — угол, характеризующий степень сжатия образца.

Представленные соотношения определяют модуль упругости эластомера в зависимости от геометрических параметров R и р, а также размеров d< и Об, характеризующих действительные поперечные сечения образца. Суть изобретения заключается в том, что в результате дополнительного измерения величин d, и Ов, расчетного определения величины R, p и Е устанавливается связь между действительными сечениями сжимаемого образца и модулем упругости. Модуль упругости Е вычисляется в соответствии с законом Гука, но величина относительной деформации е берется относительно сечения образца, которое он приобрел бы при отсутствии сил контактного трения. Площадь такого сечения лежит в интервале 4 7г Я

4 4 где F< — площадь сечения образца, в котором достигается равновесие действия сил контактного трения и внутренних сил. Точная величина этого сечения используется в расчетной формуле (1).

Формула изобретения

Способ определения модуля нормальной упругости образцов материалов, по которому к испытуемому цилиндрическому образцу диаметром d и высотой h вдоль его оси прикладывают с помощью плит сжимающую нагрузку, обеспечивающую постоянную скорость относительной деформации, и определяют величину максимальной нагрузки в процессе деформации, по которой

Способ осуществляют следующим образом.

Сжимали образец с d = 73,45 мм и h =

= 30 мм из полиуретана СКУ 7 на разрывной

5. машинке 2Д 10/90 со скоростью нагру>кения 0,5 MM/мин. Использовали плиты с раз личной шероховатостью поверхностей, контактирующих с торцами сжимаемого образца.

10 На чертеже приведена схема сжатия (показана 1/4 образца), на которой обозначены: сжимаемый образец 1; плита 2; .

OC=R,. - COF = р/2: AF = Об/2; ВС = бк/2; половинная высота образца с учетом отно15 h 1 — e сительной деформации

Измерения бк и Ds проводили при фиксированных значениях усилия Р, в таблице приведены усредненные данные ряда изме20 рений. Модуль упругости определяли как среднее арифметическое полученных значений

" 979 + 1,903 1 941 /

1,941 кг/мм .

Полученное значение модуля упругости лежит близко к известному значению Е =

= 2 (20 МПа) (Сиракуз В.И. и др. Момм

30 дуль Юнга эластомеров//Синтез и свойства уретановых эластомеров/ М.: Химия — 1976 — с, 116-119). Разность этих значений является отклонением, характеризующим партию эластомера. Способ повышает точность определения модуля упругости эластомеров, В соответствии со способом-прототипом имеем значения Е в точках 1 и 2.

40 Е1 = 0 „= 2,226 кг/мм

0,236 г

45 судят о модуле нормальной упругости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, перед сжатием образца на его торцы наносят смазку, снижаю50 щую агдезионную составляющую силы трения, а после сжатия измеряют диаметры образца в месте контакта с плитами dK, в среднем сечении образца Dg и величину модуля нормальной упругости определяют по

55 формуле

1793315 радиСоставитель Е.Минич

Техред М.Моргентал

Корректор Н.Слободяник

Редактор

Заказ 499 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 — Е + 06 бк г 2 2

4 (Об — d ) ус криволинейной поверхности сжатого образца;

° h(i — е р = 2arcsin

2R угол охватывающий торцы сжатого образца; е — коэффициент относительной дефор5 мации образца,