Способ определения физико-механических характеристик материалов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ , заключающийся в том, что листовой образец закрепляют по кольцевому контуру, нагружают образец жидкостью под давлением и измеряют - 7 .j давление жидкости и деформацию образца , по которым определяют его характеристики, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения определения поверхностного натяжения и поперечной вязкости,.перед нагружением на противоположную, относительно воздействия давления жидкости, поверхность образца подают среду, относительно которой определяют поверхностное натяжение, а в ходе нагружения регистрируют зависимости давления жидкости и деформации SS образца от времени, которые исполь (Л зуют при определении физико-механических характеристик. 00 ел О9

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PEC11)t EiRHH ((9) (11) (5()4 G 01 N 3/1Э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ9ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3640527/25-28 (22) 11.07.83 (46) 15.10.85. Бюл. Ф 38 (72) А.С. Морозов и И.А. Морозов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинских полимеров (53) 620 ° 172.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У.911228, кл. С 01 N 13/02, 1980.

Заводская лаборатория, 1978, У 3, с. 361-364. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что листовой образец закрепляют по кольцевому контуру, нагружают образец жидкостью под давлением и измеряют давление жидкости и деформацию образца, по которым определяют его характеристики, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения определения поверхностного натяжения и поперечной вязкости,.перед нагружением на противоположную, относительно воздействия давления жидкости, поверхность образца подают среду, относительно которой определяют поверхностное натяжение, а в ходе нагружения регистрируют зависимости давления жидкости и деформации образца от времени, которые используют при определении физико-механических характеристик.

1185173

Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к определению физико-механических характеристик образцов материалов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения определения поверхностного натяжения и поперечной вязкости

На фиг.1 представлено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 — экспериментальная зависимость для определения поверхностного натяжения и поперечной вязкости.

Устройство содержит заполненную жидкостью камеру 1, на которой с помощью фланца 2 закрепляют по кольцевому контуру листовой образец 3, средство нагружения, выполненное в.виде установленного с возможностью вертикального перемещения столика

4 с приводом 5 и датчиком (не показан) перемещения и заполненного жидкостью сосуда 6, сообщенного трубкой 7 с полостью камеры 1, осветитель 8 и фотоэлемент 9, установленные на столике 4 и служащие для измерения уровня жидкости в сосуде б,и средство регистрации в виде самописцев 10 и 11, связанных соответственно с датчиком перемещения и фотоэлементом 9 и служащих для регистрации зависимостей перемещения столика 4 и уровня жидкости в сосуде 6 от времени.

Способ определения физико-механических характеристик материалов осуществляют следующим образом.

На камере 1 с помощью фланца 2 закрепляют по кольцевому контуру листовой образец 3, например пленку полиэтилена. Со стороны фланца 2 на образец 3 подают среду, относительно которой определяют поверх-. ностное натяжение. При необходимости определения характеристик образца 3 при определенной температуре камеру 1 с образцом 3 термостатируют. Для нагружения образца 3 жидкостью под давлением перемещают вверх столик 4 и одновременно регистрируют во времени изменение положения Н столика 4 относительно начального и изменение уровня Н жидкости в сосуде 6. Деформацию образца 3 (стрелу прогиба h равную высоте шарового сегмента) и давлерие P воздействующее на образец 3, как функции от времени Г определяют из соотношений (2) V =HS (3) = р (Н +1io " H) 10

РС1Ч 1 — <(Y E ф + ф +Ь д 1 (4) Ф " н 6 с в р 1- = t S V 6„„Г где,(— модуль упругости;

V — объем образца 3; — деформация всестороннего плоского растяжения;

45 1 — поперечная вязкость образца; — скорость необратимого тече 1 ния образца;

2h(aã+h ) dh

Et = а4 dl (6) 55 где Ь „, 4в — поверхностные натяжения соответственно наружной и внутренней поверхности образца при услогде Ч вЂ” объем шарового сегмента под образцом 3 а — радиус образца 3;

S — площадь полости сосуда 6;

- плотность жидкости; ..h — поправка, учитывающая сжимаемость жидкости и уПругую деформацию камеры 1.

h определяют в ходе предваритель20 ного эксперимента при замене образца жесткой пластиной как изменение уровня в сосуде 6 при подъеме столика 4 на величину Н .

При определении характеристик образца исходят из того, что энергия, затраченная на изменение объема V жидкости под образцом 3 при его всестороннем плоском растяжении, равна сумме энергий, затраченных на

30 упругую деформацию, необратимое течение и изменение величины поверхности. Уравнения баланса энерГий в интегральной и дифференциальной (в единицу времени) формах имеют вид

3 1185173 4 вин, что стороны образца контакти- Представляя уравнение (7) графичесруют с различными средами (при оди- ки (фиг.2, испытуемый образец — пленнаковых средах Ьц = Ь ), ка полиэтилена), определяют поверхдЯ„, ь Ба — соответственно иэмене- ностное натяжение 7. 6 Ьц =, =6 — 6 ние величин наружной и внутренней (при Ь„= b<,4„= †)и поперечную вяэповерхности образца (д $=-7Ь). кость 1. Подставляя полученные знаСовместное решение уравнений (4) и чения X.6 и 1 в (5), определяют мо-» (5) при условии дуль упругости 7. В случае, если

3585 =as и 4 +6 g

Н Ь < Ь величины 2 Ь и зависят от Е то

Ф график функции РИ не будет являтьявляется уравнением прямой вида ся прямой. В этом случае определяют

1 > - локальные значения 7 4 и q,nðoâoäÿ р 1 р "" 2 р 1 касательные к полученной кривой

Т дГ, " в различных точках.

В момент разрушения образца 3 определяют предельную деформацию и (7) предел прочности на растяжение.

26

Составитель В. Тальвойш

Редактор М. Бандура Техред О.Неце Корректор О. Луговая

Заказ 6354/37 Тираж 896 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