Способ определения прочности сцепления волокна со связующим

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советския

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61)Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлеио26.06.81 (21) 3313248/25-28 с присоединением заявки Мо -. (23) Приоритет—

Рв)М К з. ь 01 и 19/04

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

153) УДК 620 179. 4 (088. 8) Опубликоваио1501.83.. Бюллетень йо 2

Дата опубликования описания 15 ° 01 83

А.A.Âàâêëoâ и Н.A.Åêèìåíêo (72) Авторы изобретения

6д jf

1ъ

fag i

Институт механики металлополимернЫх с

АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ ВОЛОКНА

- СО СВЯЗУХЩИМ зующим (1).

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к спосо» бам определения прочности сцепления волокон со связующими.

Известен способ определения проч» : ности сцепления волокна со связующим, заключающийся в том, что размещают волокно в связующем, доводят связующее; до,отверждения при комнат". ной температуре к прикладывают к волокну нагрузку до .вырыва его иэ свяэукщего, по величине которой судят о прочности сцепления волокна со свяНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае. мому результату является способ определения прочности сцепления волокна ,со связующим,заключающийся в томсчто испытуемый образец, выполненный в виде связующего и размещенного в ием волокна, нагревают до температуры

Т 1 отверждения связующего, охлаждают до комнатной температуры, приклады-25 вают к нему нагрузку до разрушения и судят о прочности сцепления. При этом нагрузку прикладывают к волокну от механического нагружателя до его вырыва иэ связующего, а о прочности сцепления судят по максимальной величине нагрузки (2).

Недостатком этих способов является низкая точность определения прочности сцепления волокна со связующим, обусловленная тем, что при определении прочности не учитывают напряженно-деформированное состояние испытуемого образца, возникающее при отвержденни связующего. а

Цель изобретения - повьааение точности определения путем учета напряженно-деформированного состояния образца.

Для достижения этой цели согласно способу определения прочности сцепления волокна со связующим, заклочающемуся в том,что испытуеьиюй образец,выполненный в виде связующего и размещенного в нем волокна, нагрвыают до температуры Ти отверждения связункцего, охлаждают до комнатной температуры, прикладывают к нему нагрузку до разрушения и судят о прочности сцепления, нагрузку создают охлаждением ниже комнатной температуры, измеряют разность температур нагрева.

989398 с хе Еe Fg, C$ сЬ

rae hM — разность между коэффициентами тврмичвского расширвния связующвго и волокнау

Е,Е >- модуль Юнга соответственно волокна и свяэующвго

Ф

F,F — площадь попврвчного соотввтстввнно волокна и свяэующвго1

d — - диаметр волокна;

Š— длина волокна.

Данный способ позволяет повйсить точность определения прочности сцвп- ления волокна со связующим путем учв та напряженно-деформированного сос" тояния свяэукщвго и волокна иснытув" мого образца при создании нагрузки охлаждвнивм ниже комнатной температуры.

Формула изобретения

1. Способ опрвдвлвния прочностИ сцвплвния волокна со связующим, заключающийся в том, что испытуемый образец, выполнвнный в виде связующего и размещенного в нвм волокна, нагрввают до температуры ТК отверждения свяэующвго, охлаждают до комнатной температуры, прикладывают к нему нагрузку до разрушения и судят о прочности сцепления, отличающийся тем,что,с целью повышения точности опредвлвния путвм,учвта напряженно-дв-. формированного состояния образца, нагрузку создают охлаждением нижв комнатной твмпвратуры, измеряют разность температур нагрева Тк и охлажде-, ния 1 о, а прочность сцвпления Г оп ределяют по формуле

T )Å Д 4

Еэ Fp ce» ca

Т и охлаждения Т, а прочность сцвп лвния определяют по формулв гдв Ь4 — разность мвжду коэффициента5 ми тврмичвского расширвния связующвго и волокна;

5|

Е, Е в — модуль Юнга соотввтстввнно . волокна и связующвго)

F p, св — площадь цопврвчного свчвния соответственно волокна и свяэующвго

П вЂ” диаметр волокна

Š— - длина волокна.

При этом отношвнив диаМвтра волокна к вго длинв выбирают $-+ от"

- з ношвнив плсщади поперечного свчвния волокна к площади попврвчного свчвния связующвго выбирают 0,01-0,1, а скорость охлаждвния выбирают 5 -: 20

20 град/мин.

На фиг.1 иэображвн испытуемый образец с зпюрой напряжвнно-двформиро" ванного состояния предлагаемого способа при охлаждении образца до комнат-25 ной твмпературы; на фиг.2 - то жв, при охлаждении нижв комнатной температуры.

Обраэвц состоит из связующвго 1 и раэмвщенного в нвм волокна 2. 30

Способ осущвствляют, слвдующим образом.

Волокно 2 размещают в свяэующвм 1.

При этом отношение диамвтра (f волок- на 2 к его длинв 1 выбирают --,а площади попврвчного сечения волокна

2 к площади попврвчного сечения связующего 1 выбирают 0,01=0,1, так как когда отношение диаметра волокна 2. к его длине большв — тврявтся поня- 40

Ъ тие волокна 2 как такового, à при значении меньшем — возникает нвравномерность адгвэионной связи по поверхности сцвплвния и вдзможйо когвзионное раэрушвнив связующвго 1 или волокна 2. Когда отношвннв площади

Г поперечного свчвния волокна 2 к площади Гр поперечного свчвния связующего 1 выев 0,1,наступает когвзионнов разрушвнив связующвго 1 првждв, чвм наступит раэрушвннв адгвэионных связей, а при значвнии, мвньшвм 0,01, наступает преждвврвмвннов раэрушвние волокна 2. Полученный образвц нагрввают до твмпвратуры отвврждвния свяэующвго 1, При этом выбирают матвриа- 55 лы связующвго 1 и волокна 2 с различными козффицивнтами р(их линейного расширения и модулями Юнга Е. Иэмвряют температуру Т отвврждвния свяэующвго 1, а затем обраэвц охлажда- 46 ют со скоростью 5 20 град/мин. В случае охлаждения с большвй скоростью наступавт раэрушвнив образца бвэ раэрушвния адгвзионных связвй.мвжду связующим 1 н волокном 2, а охлаждв- фЯ нив с мвньшвй скоростью приводит к релаксации твмпературных напряжвний в образцв.

При охлаждении образца до комнат ной температуры в нвм возникают внутреннив нормальныв напряжвния >, 6> твм большие, чвм большв разность .термичвского расширвния мвжду связующим 1 и волокном 2. Кроме того, в образцв мвжду связующим 1 и волок» ном 2 возникают тангвнцнальныв напряжения сдвига. В дальнвйшвм нагрузку на обраэвц создают охлаждвнивм образца нижв комнатной твмпвратуры.

При этом в адгвзионном слое увеличиваются тангенциальные напряжвния сдвига и адгвэионная связь мвжду связующим 1 и волокном 2 нарушается.

При этом фиксируют твмпвратуру T охлаждвния, при которой происходйт . раэрушвнив образца. Измвряют разность твмпвратур нагрвва T и охлаждвния Тр и опрвделяют прочйость сцвпления Y по формулв

Ьр((Тн -Ть) Е ьд .

989398

Составитель В.Свиридов

Редактор Т.Веселова ТвхрвдМ.Гергель ЕоррвкторГ.Решетник

1 °

° «Ю ФЮ ° 4ВЮЮ«ЮМ«ЮЮЮЮЮФ««ЮЮ«ВЮ ЮИЮ «

Заказ 11113/60 Тирам 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Разыская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.уигород, ул.Проектная,4 где а.4. - разность коэффициентов тврмичес мического расжирения связующего и волокна1 — модуль Юнга соответственно волокна к связующвгоу з "св - шйщадь поперечного сечения соответственко волокна и

csяэующего>

- диаметр волокнау — длина волокна.

2. Способ по п.1, о т л к ч а юшийся твм, что отношение диаметра к его длине выбирают --"-. т ъ

3. Способ по п.l, о т л и ч а ю -. шийся твм, что отношение площа° ди поперечного сечения волокна к плсщади поперечного сечения связующего выбирают 0,01 0,1.

4. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что скорость охлаидения выбирают 5-20 град/мин.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертиэв

1. Тарнопольский Ю.М., Еинцис i.À.

10 Методы статических испытаний ар-. мированных пластиков. М., Химия y

1975, с, 52.

2. ASTN ВоЮ 1959, Р 235, р 63 (прототип).