Способ изготовления образца для определения прочности однонаправленных полимерных композитов

 

Использование: для изготовления образца для механических испытаний на растяжение при нормальной или повышенной температурах При формировании пакета производят укладку монослоев под углом смены механизмов разрушения ± 0, который определяют заранее. 1 ил.

„„. Ж„„1753344 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s G 01 N 3 /08

ГОСУДАР СТО Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦАДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПО-..

В (57) Использование : для изготовления образца для механических йспытайий на растяжение при нормальной йли повйшенной температурах. При формировании пакета производят укладку монослоев под углом смены механизмов разрушения + О, который определяют заранее. 1 ил.

1 (21) 4790602/28 (22) 12.02,90 (46) 07.08.92. Бюл. ¹ 29 (71) Обнинское научно-производствейное обьединение "Технология" (72) l0.Þ.Ïåðîâ, П.B.Ìåëüíèêîî и В.А.Локшин (56)1Тарнопольский 1О.M. и Кинцис Т.Я. Методы статических испытаний армированных пластиков, M. Химия, 1975, с, 68-69.

2.Жигун И.Г. и Михайлов В,В, Особенностй испытаний на растяжение высокопрочных однонаправленных компоэитов.—

Механика полимеров, 1978, № 4, с, 717-723.

Изобретение относится к области исс- клеивание накладок усложняет технологию ледования прочности полимерных компози - изготовления образцов. Кроме того такой ционных материалов (ПКМ) слоистого образец практически нельзя использовать строения, а именно к способу изготовления для определения прочности при повышенобразца для механических испытаний на ных температурах (происходит отслоение растяжение при нормальной или повышен- . накладок от образца). Применяется также ной температурах, и может быть испольэо- . способ изготовления образца, заключаювано при создании новых ПКМ и изученйи щийся в вырезании из.отформованной плиэксплуатационных свойств этих материа- - ты двухстороннай лопатки (2). Изготовление лов. двусторонней лопатки достаточно просто, Известен способ изготовления образ- Этот образец не требует приклейки наклацов,-заключающийся в разрезании заранее док и может с успехом использоваться для отформованной плиты-заготовки однонап- определения прочности "как -при нормальравленного KM на прямоугольные полоски ной, так и при повышенной температурах, (11. Однако такие образцы зачастую ïðîскальзывают в захватах испытательной ма- Однако применение способа изготовлешины или разрушаются не в рабочей зоне — ния образца в виде двусторонней лопатки в в захватах, а также в переходном участке. С . случае совпадения направления армировацелью устранения этих недостатков исполь- ния с продольной осью образца мало нецеэуется другой способ изготовления, анало- лесообраэно, так как часто наблюдается гичный первому, но с приклеиванием скалывание головокобразца по ширинеранакладок на зажимные участки образца. Это бочей части, что существенно снижает напозволяет избежать проскальзывания об- дежность испытаний. разцов в захватах испытательной машины и Целью изобретения является повышенехарактерного разрушения. Однако при- ние качества образца.

1753344

Способ изготовления плоского образца для испытания на растяжение однонаправленных. армированных пластиков осуществляют так, что армирующие волокна укладываются-послойна под углами Ов матричную композицию с последующей ее полимеризацией, Угол укладки волокон

Оопределяется предварительно иэ условия . изменения механизма разрушения материала данного типа.

Изготовление плиты с укладкой волокон под углами к предлагаемому йаправлению приложения нагрузки и дальнейшей порезкой на образцы в виде двусторонней лопатки исключает возможность разрушения образца путем скалывания. Это обьясняетcubi тем, чта разбалансировка слоев на угол относительно аси образца приводит к тарможейию трещин в случае их появления в отдельных слоях riðè нагружении на растяжении. -.: .—

Выбор угла выкладки слоев О, равного критическому углу изменения механизмов разрушения от волокон к матрице, обьясняется следующими прйчйнами. . При увеличении угла О выше критического образцы начинают разрушаться по матрице, т.е. мы получаем искаженную характеристику прочности, которая, по-существу, характеризует уже не монослой КМ, а прочность касоугольна-армированного пластйка, 1

Применение при выкладке угла О < О не целесообраэйо иэ-за технологической сложности обеспечения выкладки под выбранным углом в силу малых значейий

О(для современных полимерных КМ ф1-40), Но главной причиной отказа от использования является то, что при(<Оне обеспечивается хэраКтерного разрушения образцов, а происходят скопы образца.

Угол смены механизмов разрушения для исследуемого материала КМУ-4Э можно определить по критерию прочности КулонаМора (3) из-уравнения:

sIn2 Q sin Q, сов 8I. саэ2

+ с Т

П11 (О ) где П11 (О ) — прочность однонаправленного кампазита в направлении волокон; с и m — экспериментально определяемые параметры материала.

На чертеже изображена схема образца для определения прочности однонаправленных слоистых полимерных кампаэитов, Пример, По результатам йспытаний образцов однонаправленного углепластика на неосевое растяжение определяют парэметры с и m, Были получены m=-0,1 и с=18,4

МПа, тогда угол смены механизмов разрушения 0 =2 54, Для практического ис- пользования было приньгга О = 3,Угол О = 30 выбран из условия незначительного превышения угла О, Формируется пакет со схемой армирования j(3)q)s, йроизводится его отверждение. Иэ готового пластика изготавливают образцы в форме двусторонней лопатки с размерами па ГОСТ 25,601-80.

Изобретение позволяет изготавливать образцы из однонаправленного ПКМ в форме двусторонней лопатки для корректного определения прочности при одноосном растяжении при нормальной и повышенной тем пературах, Использование при выкладке

30 образцов косоугольйай схемы армирования с критическим углом 0Ä. позволяет повысить качество изготовленных образцов.

Формула изобретения

Способ изгс товления образца для опре35 деления прочности однонаправленных полимерных композитов, по которому армйрующие волокна укладывают слоями в матричную композицию с последующей ее полимеризацией, отличающийся тем, 40 что, с целью повышения качества; предварительноопределяютугол О наклона волокон к"асй нагружения, при котором происходит измененйе механизма разрушения для данного тийэ материала, а моно45 слои волокон укладывают под углами+О к,1 продольной оси образца, 1753344

Составитель Ю. Ю,Перов

Редактор С.А.Кулакова Техред М.Моргентал Корректор А.Ворович

Заказ 2762 Тираж . -,: .:.:..: -... Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открнтйям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101