Устройство для определения внутренних напряжений в полимерных образцах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОЛИМЕРНЫХ ОБРАЗЦАХ, содержащее два захвата, один из которых соединен с регистрирующим прибором, отличающееся тем, что,, сцелью повышения точности измерения путем автоматического учета температурных изменений размера образца, в него введены компенсатор, выполненный из материала образца, первая и вторая тер« мокамеры с независимыми источниками питания нагревателей, .двуплечий рычаг, с одним из плеч которого соединен, второй захват, причем компенсатор соединен с другим плечом рычага, (Л при этом образец и компенсатор размещены в первой и второй термокамерах, а отношение плеч рычага равно отно-т . щению длины образца к длине компенсатора . а 4ib СЛ СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51)+ G 01 1 1/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ П=ЛЬСТБУ (21) 3706026/24-10 (22) 28.02.84 (46) 15.07.85. Бюл. Ф 26 (72) В.В.Арестова и В.Г.Сотников (71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и орде, на Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.М.Кирова (53) 531,781(088.8) (56) 1. Лайус Л.А.; Кувшннский Е.В.

Изотермический нагрев, KRK метод изучения ориентированных аморфных поли- меров. — "Высокомолекулярные соеди-. ° нения", т. IVA, 1964, У 1, с. 52-57.

2. Петров Е.Н. и др. Универсальная автоматизированная установка для. комплексного изучения физико-механических свойств полимерных материалов. Лъ, ЛДНТП, 1980, с ° 4-6 (прототип).

„„SU„„1167455 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОЛИМЕРНЫХ

ОБРАЗЦАХ, содержащее два захвата, один из которых соединен с регистрирующим прибором, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с.целью повышения точности измерения путем автоматического учета температурных иэме1 нений размера образца, в него введе- ны компенсатор, выполненный из материала образца, первая и вторая тер мокамеры с независимыми источниками питания нагревателей,,двуплечий рычаг, с одним из плеч которого соединен, второй захват, причем компенсатор соединен с другим плечом рычага, при этом образец и компенсатор размещены в первой и второй термокамерах, а отношение плеч рычага равно отно+ С шению длины образца к длине компенсатора.

1167455

Изобретение относится к изучению свойств материалов в условиях различных температурных режимов.

Известно устройство для исследования твердых полимеров, состоящее из термокамеры, в которой находится образец в захватах, один из захватов неподвижно закреплен, а второй— жестко связан с динамометром, регистрирующим имеющиеся внутренние напря- 10 жения в образце при нагреве P1 ).

Недостатком этого устройства является то, что при его использовании выявляются внутренние напряжения, обусловленные той частью остаточной 15 деформации, на которую она превышала удлинение за. счет нагрева (температурные усадки и напряжения). К мень,шим напряжениям устройство не чувствительно. 20

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка, состоящая из термокамеры, в которой расположен образец в захватах. Верх- 25 ний захват соединен с ходовым винтом механизма деформаций, а нижний — через тарированную пружину. скреплен с нагружающим винтом механизма нагружения и штоком, шарнирно связанным с двуплечим контактным рычагом, с помощью которого осуществ- ляется набор усилий на пружине и передача заданного усилия на образец(2).

Однако с помощью известного устройства нельзя задать температурные перепады и фиксировать возникающие при этом механические напряжения, обусловленные наиболее опасными деформациями растяжения, возникающими 40 эа счет неодинаковых коэффициентов линейного расширения соседних участков в изделиях, так как все измерения проводят в одной термокамере и на одном образце. Кроме того, .данная установка имеет недостаточную точность.

Цель изобретения — повьппение точности измерения путем учета температурных изменений размера полимерно- 50 го образца.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения внутренних напряжений в полимерных образцах, содержащее два захвата, 55 один из которых соединен с регистрирующим прибором, введены компенсатор, выполненный из материала образ ца, первая и вторая термокамеры с независимыми источниками питания

Ь нагревателей, двуплечий рычаг, с одним из плеч которого соединен второй захват, причем компенсатор сое-". динен с другим плечом рычага, при этом образец и компенсатор размещены в первой и второй термокамерах, а отношение плеч рычага равно отношению длины образца к длине компенсатора.

На чертеже изображено устройство.

Устройство состоит из двух термокамер 1и 2,причем в термокамере 1 расположен образец 3 с захватами 4 и 5, а в термокамере 2 находится компенсатор 6, выполненный из того же материала, что и образец 3. Захват

4 шарнирно связан с одним концом двуплечего рычага 7, установленного на опоре 8, делящей двуплечий рычаг на плечи L„ L,. На другом конце двуплечего рычага 7 имеется упор 9, опирающийся на компенсатор 6. Между компенсатором 6 и упором 9 для распределения давления упора по всей поверхности компенсатора 6 расположена жесткая металлическая пластина

10. Захват 5 жестко связан с ходовым винтом 11 механизма 12 деформаций и регистрирующим прибором 13, выполненным в виде весов рычажного типа.

С целью уменьшения удельного давления на контрольный компенсатор 6 площадь его верхней поверхности под пластиной 10 превышает в двадцать раз площадь поперечного сечения образца 3. Нагреватели 14 и 15 термокамер 1 и 2 имеют каждый свой источник 16 и 17 питания.

Устройство работает следующим образом.

При определении внутренних напряжений в полимерном образце 3 его помещают в термокамеру 1. При этом фиксируют положение верхнего захвата 5 с помощью ходового винта 11 механизма 12 деформаций, например талреп.

Перед началом исследований в компенсаторе 6 путем его отжига обеспечены нулевые деформации и внутренние напряжения. В процессе эксперимента температуру в обеих термокамерах 1 и 2 повышают с постоянной скоростью .и доводят до рабочей. При нагреве компенсатор 6 из того же полимера, Составитель В. Годзиковский

Редактор E.Êîï÷à Техред M. Кастелевич Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4425/40 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11 что и образец 3, расширяется и перемещает упор 9 двуплечего рычага 7 вверх, второй конец двуплечего рычага 7, шарнирно связанный с захватом

4, опускается..За счет выполненного

L1 t1 соотношения — - -„— величина пере2 2 меще ния второго ко нца двуплеч его рычага 7 равна относительному удлинению размера образца при нагреве.

При определении имеющихся внутренних напряжений в образце 3 температура в термокамерах 1 и 2 доводится с постоянной скоростью до одинаковой величины. В данном случае существует разница в температурных расширениях компенсатора 6 и испытуемого образца 3, в результате чего захват 5 стре мится выйти из исходного положения.

67455 4

Для поддержания захвата 5 в исходном положении, зафиксированном с помощью ходового винта 11 механизма 12 деформаций, требуется усилие, равное имеющимся внутренним напряжениям, которое фиксируется прибором 13.

Если величина имеющихся внутрен. них напряжений в образце 3 равна нулю, то относительное удлинение ° компенсатора 6 равно относительному удлинению образца 3, и захват 5 находится в исходном положении. Регистрирующий прибор 13 показывает нуль.

Таким образом, учет температурных изменений размера образца, имеющего I внутренние напряжения, вследствие введения в устройство компенсатора

6 обеспечивает повышение точности результатов исследований.