Способ определения адгезионной прочности соединений материалов
Изобретение относится к способам определения адгезионной прочности соединений материалов и позволяет повысить точность при контроле соединений геотекстильных материалов путем снижения погрешностей , связанных со структурными изменениями материалов в зоне, прилегающей к зоне сплавления. К соединению прикладывают статическую нагрузку, воздействуют на него перпендикулярными к его поверхности ультразвуковыми колебаниями до сплавления егс элементов. Ультразвуковые колебания прикладывают перпендикулярно поверхности соединения. Измеряют время воздействия ультразвуковых колебаний и толщину сплавленного слоя, по которым определяют параметр А прочности по следующему соотношению: А 15,59 + О.ОП- 1,34d - 0.57F, где t - время воздействия ультразвуковых колебаний; d - толщина сплавленного слоя, мм; F- величина статической нагрузки, Н. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s»s 6 01 N 19!04
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835105/28 (22) 23.04.90 (46) 30.12.91. Бюл. М 48 (71) Хозрасчетный центр научно-технических услуг АН СССР "ВИПО" и Тверской государственный университет (72) 3.M.Àñòpàõàí, В.T.ÔàåpìàH, Д,Г,Чуриков, А.Г.Славков, М.М,Маршак, С.С.Левинский и Ш.Л.Фаерман (53) 620.179.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1303904. кл. 6 01 и 19/04, 1985, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к способам определения адгезионной прочности соединений материалов и позволяет повысить
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения адгезионной прочности материалов, Известен способ контроля качества сварных соединений полимерных материалов, основанный на злектроискровом принципе, Изделие помещают между электродами, на которые подается высокочастотное напряжение. При наличии дефекта воздушный промежуток между электродами пробивается, что и регистрируется оператором.
Недостатком указанного способа является отсутствие количественной оценки прочности сварного соединения.
Известен также способ контроля прочности ультразвуковой сварки полимерных текстильных материалов, заключающийся в определении разрывной прочности сварно„,; SM, 1782256 А1 точность при контроле соединений геотекстильных материалов путем снижения погрешностей, связанных со структурными изменениями материалов в зоне, прилегающей к зоне сплавления. К соединению прикладывают статическую нагрузку. воздействуют на него перпендикулярными к его поверхности ультразвуковыми колебаниями до сплавления его элементов. Ультразвуковые колебания прикладывают перпендикулярно поверхности соединения.
Измеряют время воздействия ультразвуковых колебаний и толщину сплавленного слоя, по которым определяют параметр А прочности по следующему соотношению: А
= 15,59 + 0,01т — 1,340 — 0,57F, где т — время воздействия ультразвуковых колебаний; d— толщина сплавленного слоя, мм; F — величина статической нагрузки, Н. го соединения материалов. Данный способ определения адгезионной прочности материалов оcíîâàí на воздействии на соединение ультразвуковых колебаний (УЗК)
4 перпендикулярно поверхности соединения до его сплавления и измерения толщины сплавленного соединения.
Недостатком известного способа является низкая точность при испытаниях геотекстильных -материалов, так как в згих материалах в зонах, прилегающих к зоне сплавления, в результате теплового воздействия происходят такие структурные изменения как охрупчивание, влияющее на прочностные параметры образца соединения, Цель изобретения — повышение точности при контроле соединений геотекстильных материалов путем снижения, 1102256 погрешностей, связанных со структурными изменениями материалов в зоне, прилегающей к зоне сплавления.
На чертеже представлено устройство для осуществления способа контроля прочности сварного соединения, Устройство содержит генератор 1 ультразвуковой частоты, предназначенный для воздействия на элементы 2 соединения материалов и связанный с измерителем 3 времени, вход которого соединен с толщиномером 4, выполненным, например, в виде микрометра, связанного с генератором 1. Каждый элемент 2 имеет толщину и .
Способ осуществляют следующим образом.
Включают генератор 1 и воздействуют на элементы 2 ультразвуковыми колебаниями, перпендикулярными к поверхности соединения. Одновременно с генератором 1 включаю г измеритель 3 и толщинамер 4. При образовании проплавленного слоя, соответствующего сформированному сварному соединению, сигнал с толщиномера 4 поступает на генератор 1 и измеритель 3 времени, отключая их.
Как показали экспериментальные проверки, соединение геотекстильного материала сформировано при толщине
hnp проплавленного слоя, равной
2 ho
11.ПР— 3 ° — 10 (1) где hp — исходная толщина элемента 1 до воздействия ультразвуковых колебаний.
Г1о окончании воздействия ультразвуковых колебаний определяют прочность материала, в качестве параметра А которой принимают следующее соотношение;
А = 15,59 + 0,01т — 1,34d — 0,57F, (2) где А — параметр прочности, кгс/см; т — время воздействия ультразвуковых колебаний, с;
d — толщина сплавленного слоя, мм;
F — статическая нагрузка, Н, Во время воздействия ультразвуковых колебаний на соединение геотекстильного материала изменениям подвергаются не только диффундирующие слои, но и слои, прилегающие к зоне сплавле: ия, В геотекстильном материале в установившемся режиме в этих слоях происходят такие структурные изменения, как охрупчивание, оказывающее влияние на прочностные характеристики соединения. Учет времени воздействия ультразвуковых колебаний позволяет оценить влияние этих слоев на прочностные характеристики, Формула (2) получена экспериментальным путем на основе матричной алгебры, 5 позволившей получить зависимость параметра прочности А, как функции времени воздействия ультразвуковых колебаний, толщина шва и статической нагрузки на основе экспериментальных данных.
l0 Результаты эксперимента и матриць1 планирования представлены в таблице. т — 12
X1= — —;
d — 1
Х г 0,5
à — ",0 з= ——
А =- 9,67 + 0,04 — — — — 0,67 х t — 121 (d — 1 1 „LF — 10 )
20 05 " 1 (3) После приведения подобных членов г олучим формулу (2), 25 Пример. Обьектом испытания являлась полоска геотекстильного материала дорнита Ф-2б. Время проплавления измерялось секундомером, площадь проплавления участка S = 100 мм, г
30 статическая нагрузка составила 8 Н, толщина сварного соединения El = 1 MM (измерялась микрометром)., амплитуда колебаний
15 ч 3 мкм, частота колебаний 44 + 4 кГц.
Подставив полученные выше параметры
35 в формулу (2), получим значение А. = 9,85 гкс/см.
Указанное значение в пределах ошибки эксперимента соответствует данному параметру, полученному на разрывной машине
40 при разрушении соединения.
Формула изобретения
Способ определения адгезианной прочности соединений материалов, заключающийся в том, что к испытуемому соединению
45 прикладывают статическую нагрузку, воздействуют на него ультразвуковыми колебаниями, перпендикулярными к его поверхности, до сплавления элементов соединения и измеря ют толщину сплавленного слоя, по которой
5Q определяют прочность, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при кснтроле соецинений геотекстильных материалов путем снижения погрешностей, связанных со структурными изменениями
55 материалов в зоне, прилегающей к зоне сплавления, измеряют время воздействия ультразвуковых колебаний, с учетом которого судят о прочности по параметру А, который определяют из соотношения
1702256
Составитель А,Грунина
Техред М.Моргентал Корректор Т,Малец
Редактор Ю.Середа
Заказ 4538 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент ", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 где А — параметр прочности, кгс/см;
t — время воздействия ультразвуковых колебаний, с;
d — толщина сплавленного слоя, мм;
F — величина статической нагрузки, Н;
0,01 — коэффициент Ki, 1/с;
1,34 — коэффициент Кр, 1/мм;
0,57 — коэффициент Кз, 1/м.
