Способ определения физико-механических характеристик слоистых анизотропных материалов

 

Изобретение относится к определению физико-механических характеристик материалов с помощью акустических измерений. Целью изобретения является повышение достоверности определения физико-механических характеристик за счет учета толщины мойослоев. В исследуемом материале измеряют скорость распространения ультразвуковых колебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости слоев и определяют их среднее арифметическое, д Измеряют также толщину монослоя материала. Физико-механическую характеристику материала, например объемную долю связующего, определяют с помощью линейной регрессионной зависимости по измеренным значениям средней ско 5 рости и толщины монослоя. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (я) 4 G 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4243317/25-28 (22) 12.05,87 (46) 07.12.88.Бюл. N 45 (72) 8).В.Дряпочко, M.Ä.Äóáèíà и В.А.Локшин (53) 620.179.16 (088.8) (56) Латишенко В.А. Диагностика жесткости и прочности материалов. — Рига:

Зикатие, 1968, с.320.

Методы и средства диагностики несущей способности изделий из композитов. — Рига: Зикатне, 1983, с.165-169.

„„Я0„„1442904 А 1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛОИСТЪ|Х

АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к определению физико-механических характеристик материалов с помощью акустических измерений. Целью изобретения является повышение достоверности определения физико-механических характеристик за счет учета толщины моиослоев. В исследуемом материале измеряют скорость распространения ультразвуковых колебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости слоев и определяют их среднее арифметическое.

Измеряют также толщину монослоя материала. Физико-механическую характеристику материала, например объемную долю связующего, определяют с помощью линейной регрессионной зависимости по измеренным значениям средней скорости и толщины монослоя.

1442904

Изобретение относится к области определения физико-механических характеристик материалов с помощью акустических измерений и может быть использовано при определении физикомеханических характеристик слоистых аниэотропных материалов, например, при определении объемной доли наполнителя углепластика. 10

Цель изобретения — повышение достоверности определения физико-механических характеристик за счет исполь-зования регрессионной связи с более высоким коэффициентом корреляции. 15

Способ определения физико-механических характеристик слоистых аниэотропных материалов заключается в следующем.

Излучают в материал импульсы ульт- 20 раэвуковых (УЗ) колебаний, принимают прошедшие через материал колебания и измеряют скорость С и С распространения УЗ-колебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости 25 слоев. Определяют среднее арифметическое зйачение С измеренных скоростей С = С,/2 + С /2. Измеряют толщину Q h монослоя исследуемого материала и определяют физико-механи- 30 ческую характеристику К; например, объемную долю волокна, объемную долю связующего, пористость и т.п., по заранее выявленной линейной регрессионной зависимости

35 а. +а 6h+а,с., где ао.а„ и а — свободный член и коэффициенты ли40 нейной регрессион- . ной зависимости.

Способ реализуется следующим образом, При контроле слоистого анизотропного материала, например 76-слойного углепластика, изготовленного методом прямого прессования из предварительно пропитанных связующим листов углеродной ленты, на поверхности листового углепластика устанавливаются

УЗ-преобразователи на частоту 60 кГц.

С помощью УЗ-прибора УК-10П измеряется скорость распространения УЗ-колебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости листа и определяется среднее арифметическое значение

С измеренных скоростей. С помощью индикатора часового типа с ценой деления 0,01 мм измеряется толщина 6h монослоя углепластика. физико-механическая характеристика, например объемная доля наполнителя V» определяется из выражения

14,79,— 0,34 ЬЬ + 1,45 10 C„ где gh — измеренная толщина монослоя, мкм;

С. — среднее арифметическое о измеренных скоростей, м/с;

V - объемная доля волокна, об.7..

Регрессионная зависимость V

f(fh,Сд) получена на образцах, изготовленных при варьировании удельного давления прессования от 0,2 до

3,0 МПа. С увеличением удельного давления материал имеет более плотную, однородную и упорядоченную "структуру. Большая часть связующего отжимается, и материал имеет тенденцию к увеличению объемной доли наполнителя. В образцах средняя скорость

С изменяется в интервале значений б730 — 7290 м/с, а толщина монослоя— в пределах 94-73 мкм. В полученной зависимости коэффициент множественной корреляции составляет r = 0,943, а критерий надежности F = 55,3, что значительно выше его табличного значепия — 4,74. формула и э о б р е т е н и я

Способ определения физико-механических характеристик слоистых анизотропных материалов, заключающийся в том, что излучают в материал импульсы ультразвуковых колебаний, принимают прошедшие через материал колебания, измеряют скорость распространения ультразвуковых колебаний и геометрические параметры материала и с помощью измеренных параметров оп— ределяют физико-механические характеристики материала, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения достоверности, скорость распространения ультразвуковых колебаний измеряют в двух направлениях анизотропии в плоскости слоев, определяют среднее арифметическое значение измеренных скоростей, в качестве измеряемых геометрических параметров материала выбирают толщину монослоя, а физико-механические характеристики определяют с учетом линейной регрессионной зависимости по средней скорости и толщине монослоя.