Способ определения отрывных напряжений в многослойном образце и многослойный образец для определения отрывных напряжений

 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств полимерных мзтериаИзобретение относится к области исследования прочностных свойств полимер ных материалов и может быть использовано при оценке прочности склейки двух и более материалов. Целью изобретения является разработка многослойного образца для определения предельных характеристик наполненных и ненаполненных полимерных материалов в условиях реализации в наиболее нагруженных его зонах напряженных состояний, халов и может быть использовано при оценке адгезионных характеристик. Цель изобретения - упрощение, повышение точности и достоверности определения отрывных напряжений при исследовании оболочечных конструкций с полимерным наполнителем. Многослойный образец, имитирующий такие напряжения, представляет собой обойму из двух гибких прямоугольных обкладок как с равными, так и неравными плечами LI и 1-2. Границами раздела плеч обкладок служат тяги, выполненные в виде призм, закрепленных на внешних сторонах обкладок. Размеры образца выбирают по соотношениям , исходя из механических характеристик , используемых материалов и размеров обкладок. Для определения отрывных напряжений в образце использован и косвенный метод, основанный на измерении перемещений гибких обкладок в направлении растяжения и растягивающей силы, построении диаграмм перемещений гибких обкладок в зависимости от расстояния до линии (места) фиксации призматических тяг с гибкими обкладками.и определении отрывных напряжений по предложенным зависимостям . 2 с.п.ф-лы, 6 ил. рактерных для оболочечных конструкций, подкрепленных.жестко с ними скрепленным полимерным наполнителем, а также разработка более простого и надежного способа определения отрывных напряжений в многослойных образцах. Поставленная цель достигается использованием многослойного образца (см. фиг.4), представляющего собой обойму из двух гибких обкладок 1, возможно с неравными и разнотолщинными плечами Li и , СО с 00 о со XI XJ VJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 01 N 3/08, 19/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4887664/28 (22) 04.12.90 (46) 23.03,93. Бюл, N 11 (71) Научно-исследовательский химико-технологический институт (72) Б.А,Светлаков, Л.И.Завьялов и В.П.Трифонов (56) Писаренко Г.С., Лебедев А,А. Сопротивление материалов деформированию и разрушению при сложном напряженном состоянии, — Киев: Наукова думка, 1969.

ГОСТ 209-75. Метод определения прочности связи с металлом при отрыве, с.34. рис,2,2а.

Авторское свидетельство СССР

N 1388754, кл. G 01 N 3/08, 1988.

Электрические измерения неэлектрических величин./Под ред. Новицкого Н,В, — Л,:

Энергия, 1975, с.465-484, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТРЫВНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ В МНОГОСЛОЙНОМ ОБРАЗЦЕ И МНОГОСЛОЙНЫЙ ОБРАЗЕЦ

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТРЫВНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к исследованию прочностных свойств полимерных материаИзобретение относится к области исс-. ледования прочностных свойств полимер-, ных материалов и может быть использовано при оценке прочности склейки двух и более материалов.

Целью изобретения является разработка многослойного образца для определения предельных характеристик наполненных и ненаполненных полимерных материалов в условиях реализации в наиболее нагруженных его зонах напряженных состояний, хаЯЛ, 1803777 А1 лов и может быть использовано при оценке адгезионных характеристик. Цель изобретения — упрощение, повышение точности и достоверности опоеделения отрывных напряжений при исследовании оболочечных конструкций с полимерным наполнителем.

Многослойный образец, имитирующий такие напряжения, представляет собой обойму из двух гибких прямоугольных обкладок как с равными, так и неравными плечами L> и Lz, Границами раздела плеч обкладок служат тяги, выполненные в виде призм, закрепленных на внешних сторонах обкладок.

Размеры образца выбирают по соотношениям, исходя иэ механических характеристик, используемых материалов и размеров обкладок. Для определения отрывных напряжений в образце использован и косвенный метод, основанный на измерении перемещений гибких обкладок в направлении растяжения и растягивающей силы, построении диаграмм перемещений гибких обкладок в зависимости от расстояния до линии (места) фиксации призматических тяг с гибкими обкладками и определении отрывных напряжений по предложенным зависимостям. 2 с.п.ф-лы, 6 ил, рактерных для оболочечных конструкций, подкрепленных. жестко с ними скрепленным полимерным наполнителем, а также разработка более простого и надежного способа определения отрывных напряжений в многослойных образцах.

Поставленная цель достигается использованием многослойного образца (см, фиг,4), представляющего собой обойму иэ двух гибких обкладок 1, возможно с неравными и раэнотолщинными плечами L> и Lz, 1803777

E Lf Ет L3

Е Н, Е Н

0+Lz, Фиг.1 — 6 иллюстрируют предлагаемый способ, На основании сравнения экспериментальных результатов по замеру перемеще- 50 ний гибких обкладок многослойных образцов в направлении их растяжения (фиг,5) и подобия их распределения распределению отрывных напряжений, замеренных в тех же точках, что и перемещения 55 (фиг.6), указанная выше цель может быть достигнута за счет замера перемещений гибких обкладок в разных точках в зависимости от расстояния их до места приложения эамеряемой растягивающей нагрузки, изготовленными из прямоугольных пластин шириной а возможно и разных материалов, обкладки могут быть покрыты промслоем 2 (например, резиной). Границами раздела плеч обкладок служат соосные тяги 3, вы. полненные в виде призм длиной а1 и шириной б, закрепленных на внешних сторонах

° обкладок из боковых граней, Исследуемый полимерный материал 4 представляет собой плоскую равнотолщинную пластину, скрепленную (или заполимеризованную) соосно с гибкими прямоугольными обкладка; ми, причем для того, чтобы образец выполнял свое предназначение, размеры образца должны быть выбраны иэ соотношений:

L< Lz; а1=" а; h> 1ц;

4д (н < — L1;

5 где L>, Lz — длины участков обкладок по обе стороны тяг;

h>, hz — толщины соответствующих участков обкладок; а — ширина обкладок;

Н вЂ” толщина полимерного материала; а — длина участка скрепления призматических тяг с обкладками в поперечном направлении; . д --линейный размер крупной фракции наполнителя в полимере;

Ет — модуль упругости полимерного материала;

Š— модуль упругости материала обкладок.

Следует отметить, что ширина тяги d может изменяться в пределах а в случае а = э и б = L< + Lz предложенный образец будет соответствовать образцу (2).

На фиг.6 приведены результаты по оценке отрывных напряжений двумя способами; зависимость с обозначением (h) получена нэ основании способа, основанного на замере перемещений гибких обкладок, а зависимости с обозначениями () и (Ц) получены с использованием способа, основанного на использовании датчиков сил с упругими элементами диаметром 14 и 7 мм, "0 соответственно.

В сравнительных испытаниях были использованы многослойные образцы с прямоугольными гибкими обкладками L) = LQ =

- 100 м, а = a> =; выполненными из

"5 стального листа с h> = hz = 1,2 мм, скрепленные с наполненным полимерным материалом с модулем упругости Ет = -2 МПэ толщиной Н = 7,5 мм, причем размер крупной фракции наполнителя не превышал

20 0,3 мм. В качестве промслоя были использованы резиновые пластины толщиной 3 мм, покрытые капроволокном. Ширина тяги была 1,2 мм, а напряженное состояние, возникающее при испытании этих образцов, 25 соответствует типу, представленному на фиг,3, с э1 = э (т,е. симметричному распределению).

Формула изобретения

1. Способ определения отрывных на30 пряжений в многослойном образце, заключающийся в том, что используют образец с гибкими обкладками, прикладывают к обкладкам образца отрывающую нагрузку и регистрируют параметры, по которым судят об отрывных напряжениях, о тл и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения, повышения точности и достоверности при исследовании оболочечных конструкций с полимерным наполнителем, обкладки выполняют

40 прямоугольного сечения в плоскости соединения с исследуемым полимерным материалом; а в качестве параметров регистрируют прикладывэемую к обкладкам образца нагрузку и перемещение обкладок в разных

45 точках в зависимости от расстояний от них до места приложения нагрузок.

2. Многослойный образец для определения отрывных напряжений, выполненный в виде плоской заготовки из исследуемого полимерного материала и закрепленных с обеих сторон на ней симметрично одна другой двух идентичных гибких обкладок с призматическими тягами, закрепленными на их внешних поверхностях перпендикулярно плоскости соединения обкладок с заготовкой, отл ичающи йся тем,что обкладки образца выполнены в виде прямоугольных призм, тяги закреплены так, что их боковые грани параллельны соответствую1803777 щим граням обкладок, а размеры образца выбраны из следующих соотношений. 1а 12, а1 а;

h1 12;

4д< Н И1/5:

h1<

Ьг< где L1, L2 — длины участков обкладок по обе стороны тяг;

h1, hz — толщины соответствующих уча. стков обклэдок;

5 а — ширина обкладок; а1 — длина участков крепления призматических тяг с обкладками в поперечном направлении; д — линейный размер крупной фракции

10 полимерного материала;

Н вЂ” толщина заготовки, Š— модуль упругости полимерного материала;

Š— модуль упругости материала обкла15 док.

1803777

1803777

Соста вител ь Б. Светла ко в

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор Т,Иванова

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

Заказ 1050 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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