Динамический адгезиометр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 01 N 3 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

gg 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3913276/25-28 (22) 20.06.85 (46) 07.03.87. Бюл. № 9 (72) А. А. Рыбин, В. И. Костров и В. М..Воробьев (53) 620.178.7 (088.8) (56) Тамуж В. П., Куксенко В. С. Микромеханика разрушения полимерных материалов. — Рига: Зинатне, 1978, с. 240 †2.

Авторское свидетельство СССР № 1128145, кл. G 01 N 3/30, 1983. (54) ДИНАМИЧЕСКИЙ АДГЕЗИОМЕТР (57) Изобретение относится к исследованию прочностных свойств композиционных материалов и может быть использовано для определения динамических межфазных параметров адгезии микроволокон к полимерной матрице. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет изменения длительности и формы испытательной нагрузки и повышение точности испытаний. Регулировка длительности и формы испытательной нагрузки обеспечивается установкой в жидкостном волноводе 6, сообщающем источник импульсного давления с полостью силового цилиндра 14, подпружиненной в направлении распространения ударной волны сменной регулировочной втулки 7 с осевым диффузорным отверстием 8.

В адгезиометре неподвижный захват образца содержит опорную втулку 15, шарнирно установленную в ней захватную втулку 16 и размещенный между ними эластичный элемент 17. Такая конструкция захвата устраняет несоосность компонентов образца — волокна 12 и блока 25 смолы — и уменьшает колебания захватной втулки 16 во время нагружения образца. Высокая точность измерения нагрузки, действующей на образец, достигается благодаря выполнению силоизмерительного устройства в виде двух наборов последовательно соединенных пьезоэлементов 18 и 19. Связь силоизмерительного устройства с опорной втулкой 15 осуществляется посредством Т-образной детали

20, боковые плечи которой оперты на пьезоэлементы 18 и 19. 3 ил.

1295281

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств композиционных материалов, в частности к устройствам для определения динамических межфазных параметров адгезии микроволокон и их пучковых систем к полимерной матрице.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей за счет изменения длительности и формы испытательной нагрузки и повышения точности испытаний.

На фиг. 1 изображен предлагаемый динамический адгезиометр; на фиг. 2 — — различные формы испытательной нагрузки P(t), получаемые при использовании различных диффузоров; на фиг. 3 — варианты изменения формы испытательной нагрузки.

Адгезиометр содержит основание 1, электрогидравлический источник импульсного давления, включающий закрытую крышкой 2 камеру 3 с установленными в них электродами 4, связанный с камерой 3 переходником 5 трубчатый жидкостной волновод

6, в котором установлена сменная втулка 7 с осевым диффузорным отверстием 8, подпружиненная пружиной 9, преобразователь 10 направления действия ударной волны, подвижный захват 11 для закрепления волокна 12 испытуемого образца, связанный с поршнем 13 силового цилиндра 14, неподвижный захват, выполненный в виде опорной втулки 15, шарнирно установленной в ней захватной втулки 16 и размещенного между ними профилированного эластичного элемента 17, и силоизмерительное устройство, выполненное в виде двух наборов последовательно соединенных пьезоэлементов 18 и 19, связанных с опорной втулкой 15 посредством Т-образной детали

20, боковые плечи которых оперты на пьезоэлементы 18 и 19. Деталь 20 накидной гайкой 21 навинчена на опорную втулку 15. Пьезоэлементы установлены между стальными шлифовальными дисками 22 и поднимаются винтами 23, установленными в кронштейне 24, связанном с основанием 1.

Образец испытуемого композиционного материала состоит из волокна 12 и блока 25 смолы, размещенного в захватной втулке 16.

Последняя поджимается к опорной втулке 15 накидной гайкой 21 через прокладку 26.

Подвижный захват 11 устанавливается с помощью направляющей втулки 27, которая крепится к преобразователю 10 крышкой 28.

Уплотняется захват 11 фторопластовой прокл ад ко и 29 и га йко и 30.

Адгезиометр работает слеудющим образом.

Электрический разряд между электродами 4 вызывает в жидкости, заполняющей камеру 3, мощный импульс гидравлического давления, который, волнообразно распространяясь по внутреннему каналу переходника 5, импульсно разгоняет регулировочную втулку 7, воздействующую в свою очередь на рабочую жидкость, заполняющую волновод 6. Далее давление жидкости через каналы в преобразователе 10 направления ударной волны импульсно воздействует на поршень 13, производя тем самым нагружение образца. По окончании испытания пружина 9 возвращает регулировочную втулку 7 в исходное положение, подготавливая ее к следук>щему испытанию. Усилие динамического воздействия на образец регистрируется в виде суммарного электропотенциала, снимаемого с плюсовых обкладок четырех пьезоэлементов 18 и 19 и подаваемого на вход запоминающего электронного осциллографа (не показан).

Адгезиометр позволяет возбуждать в образце нагружающие импульсы различной формы за счет варьирования фронта волны нарастания импульсного давления (фиг. 2).

Достигается это формированием волны воздействия на поршень !3 в волноводе 6 с

20 помощью изменения параметров регулировочной втулки 7. Линейное или близкое к линейному возрастание фронта волны имимпульса давления возникает при максимальном поперечном сечении диффузорного отверстия 8. Сужение диффузорного отверстия 8 и приведение его конфигурации к показанной на фиг. дает отклонение переднего фронта ударной нагрузки от линейности, что видно на фиг. 2. Требуемое отклонение от линейности обеспечивается соответствующим выбором массы и габаритов регулировочной втулки 7, а также параметрами диффузорного отверстия 8. Эти же факторы позволяют регулировать длительность действия ударного импульса на образец. На фиг. 3 показаны реализуемые варианты импульсов динамических усилий Р.

Длительность импульсов может меняться от

250 — -300 мкс (кривая 1 фиг. 3) до 1 мс и более (кривая III). В последнем случае форма импульса позволяет проводить испытания на двух этапах. На первом нз них

40 определяется напряжение X межфазового сдвигового адгезионног0 разрушения, à на втором этапе — сдвиговые напряжения 2; фрикционного взаимодействия компонент композиционного материала. Конструкция известных адгезиометров нс позволяет определять оба эти параметра (и 1 при однократном нагружении из-за малой реализуемой длительности нагружения.

Регулировочная втулка 7, кроме того, при формировании импульса нагрузки выполняет роль демпфера колебательных процессов, возникающих в жидкостном волноводе.

Это повышает точность проведения испытаний. Точность испытаний повышается также за счет подавления элементом 17 колебаний образца, которые обусловлены определенной плоскостью блока 25 смолы и волокна 12 образца.

Профиль элемента 17 в сечении имеет вид полукруга. При установке образца не1295281

Формула изобретения

РН (кс

Фиг. З

Составитель В. Финогенов

Редактор F. Папп Техред И. Верес Корректор T. Колб

Заказ 556/49 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 соосность выбирается за счет шарнирного смещения захватной втулки 16. В новом смещенном положении втулка 16 фиксируется профилированным эластичным элементом

17, который во время нагружения образца демпфирует возникающие колебания втулки.

Попарная установка пьезоэлементов 18 и 19 позволяет повысить уровень регистрируемого сигнала, что снижает влияние помех и повышает точность результатов испытаний.

Динамический адгезиометр, содержащий основание, электрогидравлический источник импульсного давления, подключенный к нему жидкостной волновод, преобразователь направления действия ударной волны, сообщенный с другим концом волновода, два захвата испытуемого образца, связанный с подвижным захватом поршень силового цилиндра, подключенного к преобразователю направления действия ударной волны, и связанное с неподвижным захватом и основанием силоизмерительное устройство, отличаюи4ийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей за счет изменения длительности и формы испытательной нагрузки и повышения точности испытаний, он снабжен установленной в жид10 костном волноводе подпружиненной в направлении распространения ударной волны сменной втулкой с осевым диффузорным отверстием, неподвижный захват выполнен в виде опорной втулки, шарнирно установленной в ней захватной втулки и размещенного между ними эластичного элемента, силоизмерительное устройство выполнено в виде двух наборов последовательно соединенных пьезоэлементов и связано с опорной втулкой посредством Т-образной де2О тали, боковые плечи которой оперты на пьезоэлементы.