Способ определения коэффициента фильтрации связующего неотвержденных армированных композиционных материалов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЩ ЕНТА ФИПЬТРАШШ СВЯЗУЮЩЕГО НЕОТВЕРЖДЕННЫХ АРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, эаключакнцийся в укладке армирующего материала, нанесении на него связующего и приложении одностороннего избыточного давления. отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения , укладку выполняют путем намотки предварительно пропитанного связующим армирующего материала на жесткую цилиндрическую разжимную оправку, разжимают оправку в радиальном направлении и регистрируют изменение усилия разжатия во времени, а коэффициент фильтрации Эе определяют по формуле ni р e.f, где Рр, и Р начальное и текущее значения усилия разжатия; R радиус гцшиндрической части оправки, Е модуль упругости армирующего материала в окружном направлении; текущее значение времени . to ND О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУВЛИК

UQ) ® (lU ш G 01 N 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ-

М АВТОРСКОМУ СВРВВТВЛЬСТВУ к Р„ н

Et Р где Р иР

Е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ COOP

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3622836/24-25 (22) 14 ° 07.83 (46) 23. 10.84. Бюл. Р 39 (72) Е.И.Степанычев, В.П.Николаев, В.С. Пичугин, М.А. Терешонков и А.В.Васильева (71) Московский авиационный технологмческий институт им.К.Э.Циолковского (53) 663.63.067(088.8) (56) 1. Николаевский В.Н. и др. Механика насыщенных. пористых сред. M.

"Недра", 1970, с. 355.

2. Мурзаханов P.Х. О фильтрации полимерного связующего в процессе отверждения."Механика полимеров" l978, В 4, с. 740-742 (прототип). (54)(57) СПОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЗФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ СВЯЗУНМЦЕГО HEOTBEP3(ДЕННЫХ АРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в укладке армирующего материала, нанесении на него связующего и приложении одностороннего избыточного давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, укладку выполняют путем намотки предварительно пропитанного связующим армирующего материала на жесткую цилиндрическую разжимную оправку, разжимают оправку в радиальном направлении и регистрируют изменение усилия разжатия во времени, а коэффициент фильтрации М определяют по формуле начальное и текущее значения усилия разжатия Я радиус цилиндрической части оправки; модуль упругости армиру- С ющего материала в окружном направлениИ Q

ММ текущее значение времени.

Оав4

1 1120

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для определения фильтрационных характеристик полимерного связующего в армированных материалах, изготовленных методом намотки, и может быть использовано в машиностроении, судостроении и авиастроении для количественной оценки коэффициента армирования композиционных материалов.

Известен способ определения коэффициента фильтрации пористой среды путем создания избыточного давления в цилиндре посредством поршня. Наличие подвижных частей не позволяет обеспечить достаточную герметичность.

При исследовании фильтрации полимерного связующего в армированных материалах на ранних стадиях отверждения возможно приклеивание поршня к цилиндру, что приводит к получению неправильных результатов (1) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому25 .решению является способ определения коэффициента фильтрации связующего неотвержденных армированных композиционных материалов, заключающийся в укладке армирующего материала, нанесении на него связующего и приложе нии одностороннего избыточного давления. Величина. коэффициента фильтрации определяется по объемному расходу связующего f2) .

Известный способ имеет существенные ограничения, особенно для определения коэффициента фильтрации намоточных композиционных материалов.

Во-первых, не учитывается влияние 40 натяжения армирующего материала на величину давления межцу намотанными слоями, что в значительной мере определяет величину коэффициента фильтрации. ф 1

Во-вторых, укладку выполняют сухим армирующим материалом. В реальных производственных условиях эта операция производится с предварительно нанесенным связующим. SO

Указанные причины и другие факторы, обусловленные существенным отличием известного способа от реальных условий лрн изготовлении (намотке) армированных композиционных материа- gg лов ведут к значительным погрешностям при определении; коэффициента фильтрации в намоточных композитах.

219 2

Цель изобретения — повышение точности определения коэффициента фильтрации связующего неотвержденных армированных композиционных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента фильтрации связующего неотвержденных армированных композиционных материалов, заключающемуся в укладке армирующего материала, нанесении связующего и приложении од ностороннего избыточного давления, укладку выполняют путем намотки предварительно пропитанного связующим армирующего материала на жесткую цилиндрическую разжимную оправку, разжимают оправку в радиальном направлении и регистрируют изменение усилия разжатия во времени, а коэффициент фильтрации М определяют по формуле т рн

Х= — En — р

Е6 Р где Р и Р— начальное и текущее .н значения усилия разжатия

К вЂ” радиус цилиндрической части оправки, Š— модудь упругости армирующего материала в окружном направлении; ь - текущее значение времени.

На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый спосбб.

Порядок определения коэффициента фильтрации состоит в следующем.

Сначала наматывают на разжимную оправку, состоящую нз двух полуколец

1 и 2, армирующий материал, предварительно пропитанный- связующим (начало и конец наматываемой ленты закрепляют). Затем разжимают оправку вращением гайки 3 при неподвижных винтах ч и 5 и регистрируют при помощи силоизмерителя 6 начальное усилие разжатия. Через промежуток времени

1 снимают показания усилия разжатия

P и по формуле определяют коэффициент фильтрации связующего.

Пример определения коэффициента фильтрации неотвержденного полуфабриката на основе связующего ЭДТ-10 и армирующего материала ЖСВМ.

Армирующий материал наматывают (предварительно пропитанный связующим ЭДТ-10) с натяжением 150 Н/жг. (около 5Е от разрывной нагрузки) в 10 слоев. Затем разжимают оправку

Составитель А.Бровко

Редактор А.Коэориз Техред З,Палий

Корректор О.Билак

Заказ 7731/31 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 11 до Р11 25000 Н. По истечении 5 300 с величина P снижается до 19000 Н.

Если радиус оправки g 0,075 м и модуль упругости армирующего материала вдоль волокон Е7 ° 10 Н/м, то

1О в

0 075 25000 =а

М 7 «10"У 300 Ь 19000 7,35 ° 10 м"

И с

Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения коэффициента фильтрации связующего намоточ" иык композиционных материалов с учетом технологических особенностей форL

20219 4 мования материала изделия. Прн этом используется приспособление многоразового пользования, не требуется специальной измерительной аппаратуры (в силоизмерителе используется обычный тензорезистор), значительно увеличивается производительность (в 5-10 раз по сравнению с известным способом). Уточненная зависимость

1О коэффициента фильтрации от технологических параметров позволяет регулировать коэффициент армирования в намоточных изделиях, в частности при использовании разжнмных оправок дпя изготовпения оболочечных констоукцнй. !