Оптически чувствительный анизотропный модельный материал

 

Изобретение относится к исследованию напряжений и деформаций в конструкциях из анизотропных материалов на моделях поляризационно-оптическим методом. Цель изобретения - повышение точности моделирования н снижение трудоемкости изготовления материала посредством использования слоев древесного шпона и пластин из оптически чувствительного полимерного материала. Для этого слои древесного шпона склеивают между собой. Затем полученный анизотропный пакет приклеивают к полимерной основе, ; представляющей собой пластинки. Меняя количество и ориентацию слоев, а также толщину пластинок полимерной основы, получают модельный материал, подобный по упругим характеристикам натурному анизотропному материалу i V С

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 В 11 18

ВСЕСО"о-"-

1е и

-NSJIR(: È:.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 41 30845/25-28 (22) 03.10,86 (46) 07.08.88. Бюл. 11 29 (72) В.И.Платонов, Б.А.Ульянов . и С.Б.Сапожников (53) 531.781.2 (088.8) (56) Механика компоэитньж матерна" лов, 1984, h 4, с. 719-723.

Экспериментальные методы исследо" вания деформаций и напряжений: Сборник. — Киев, ИЭС им.. Патона, 1983, с. 136-151. (54) .ОПТИЧЕСКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ АНИЗОТРОПНЫЙ МОДЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к исследованию напряжений и деформаций в конструкциях иэ анизотропньж материалов на моделях поляризационно"оптическим методом. Цель изобретенияповышение точности моделирования и снижение трудоемкости изготовления материала посредством использования слоев древесного шпона и пластин из оптически чувствительного полимерного материала. Для этого слои древесного шпона склеивают между собой. 3a" тем полученный анизотропный пакет приклеивают к полимерной основе, представляющей собой пластинки, Меняя количество и ориентацию слоев, а также толщину пластинок полимерной основы, получают модельный материал, подобный по упругим характеристикам натурному аниэотропному материалу, 141 5055

Изобретение относится к исследованию. напряжений и деформаций в конструкциях из аниэотропных материалов на моделях поляриэационно-оптическим методом.

Цель изобре.тения - повышение точности моделирования и снижение трудоемкости изготовления материала посредством использования слоев древесного шпона и пластин из оптически

10 чувствительного полимерного материала.

Пример. Проведено моделирование углепластика. Если при соблюдении геометрического подобия выполняются условия

Кх Ех . Ey (х ) () . () х Ок

У

Gay (v„) = (v„)„, 25 распределение напряжений и деформаций будет одинаково, при этом Е

G„ V модуль упругости, модуль сдвига и коэффициент Пуассона натуры (Н) и модели (М), Индексы х и у обоз" начают оси вдоль и поперек волокон, УглеIIJIRcTHK является сильноанизоЕх тропным материалом: †-- = 35

Е. "1

15; V 031.

О,х1

Поэтому модельный материал должен быть также сильноанизотропным.

Древесные шпаны различных пород имеют широкий спектр соотношений упругих характеристик. Для модельного материала выбран еловый шпон, у которого хорошее совпадение по соотношению

Ех Eч. модулей; †-- = 39 - - -- = 1 V

G G

=,0 33. ": " 45

Материал изготавливается склейкой слоев шпона между собой, затем полученный аниэотропный пакет приклеивают к полимерной эпоксидной основе, представляющей собой пластинки. Меняя количество и ориентацию слоев, а также толщину пластинок .основы, получают модельный материал, который подобен по упругим характеристикам конструкционному углепластику с опре"55 деленной укладкой.

Материал на основе древесного шпона обладает более широким диапазоном свойств; например, для моделирования стеклопластика на основе нити из волокна ВМ1 можно использовать бук или клен, Кроме того, предлагаемый материал по отношению к известному проявляет новое свойство, облегчающее моделирование по подобно упругих характеристик. Это свойство заключается в том, что жесткость древесного шпона (модуль упругости) гораздо меньше, чем у стеклошпона, и сравнима с жесткостью эпоксидной основ6!, которая является изотропным материалом. Поэтому, меняя процентное соотношение составляющих материала, можно легко изменить соотношения коэффициентов упругости. Точные значения подсчитываются по теории слоистых пластин по формуле дш

Ех аш+ E эа

Ех (— — ) ахи м аш где

Формула изобретения

Оптически чувствительный анизотропный модельный материал, содержатолщина слоев древесного шпона; эо толщина пластин эпоксидной основы

Это позволяет, кроме самой уклад» ки слоев, более гибко регулировать упругие. характеристики модельного ма териала, что обеспечивает возможность более точного переноса реэуль татов эксперимента на натуру из кон струкционного композиционного мате" риала.

На плоских образцах из модельного материала исследуют концентра" ции напряжений в отверстиях, расположенных возле края пластины. Наблю" дается картина изохром и изоклин, которая регистрируется с помощью отражательного полярископа.

Эффект от использования предлагаемого материала состоит в возможности решения на моделях целого ря- . да задач механики конструкций из ком" позиционных материалов, которые ранее из-эа сложности реализации су" ществующих технических решений и невозможности создания модельных мате" риалов с широким диапазоном свойств решались ограниченно и не нашли применения в практике проектирования.

141 5055

Составитель Б.Евстратов

Техред М.Ходанич

Корректор.М.Васильева

Редактор Н.Рогулич

Заказ 3862/37

Тираж 680

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул. Проектная, 4 щий основу из оптически чувствительного полимерного материала и анизо" тропную компоненту, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности моделирования и сниже" ния трудоемкости изготовления, анизотропная компонента материала выполнена иэ слоев древесного шпона, а основа изготовлена в виде пластин, зак" репленных на наружной поверхности слоев анизотропной компоненты мате". риала.