Способ определения физико-механических характеристик листовых анизотропных полимерных композиционных материалов

 

Изобретение относится к акустическим методам контроля. Целью изобретения является повышение достоверности определения физико-механических характеристик полимерных композиционных материалов (ПКМ)за счет использования при их определении разности фаз электрических колебаний излучающего и приемного преобразователей, прозвучивающих ПКМ перпендикулярно плоЬкости листа. В ПКМ возбуждают в плоскости листа акустические колебания, принимают прошедшие через ПКМ колебания и измеряют скорости распространения колебаний в двух направлениях анизотропии. Затем, используя прибор АНБ-650 с электроакустическими преобразователями, возбуждают и принимают акустические колебания в ПКМ перпендикулярно плоскости листа. Измеряют разность фаз электрических колебаний на входе излучающего и выходе приемного электроакустических преобразователей, С помощью измеренн&х величин скоростей и разности фаз по регрессионной зависимости определяют искомые физико-механические характеристики ПКМ. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1753396 Al (я>э G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (21) 4716237/28 (ПКМ) эа счет использования при их опреде(22) 05.06.89 лении разности фаэ электрических колеба(46) 07.08.92. Бюл. N. 29 ний излучающего и приемного (71) Обнинское научно-производственное- преобразователей, прозвучивающих ПКМ объединение "Технология" перпендикулярно плоскости лиСта. В ПКМ (72) Ю.В.Дряпочко, М.Д.Дубина и В.А.Лок- возбуждаютв плоскостилистаакустические шин колебания, принимают прошедшие через (56) 1.Авторское свидетельство СССР . ПКМ колебания и измеряют скорости расМ 808930, кл. 6 01 N 29/00, 1979, пространения колебаний в двух направле2. Авторское свидетельство СССР - ниях анизотропии. Затем, используя

М 1442904, кл, 6 01 и 29/00, 1987. - прибор АН Б-650 с электроакустическими преобразователями, возбуждают и прини(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО- мают акустмческйе колебания в ПКМ перМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИС- пендикулярно плоскости листа, Измеряют

ТОВЫХ АНИЗОТРОПНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ разность фаз электрических, колебаний на

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ входе излучающего и выходе приемного (57) Изобретение относится к акустическим электроакустйческих преобразователей, С методам контроля. Целью изобретения яв-. помощью измереннйх велйчин скоростей и ляется повышение достоверности опреде- " разности фаз по регрессионной зависимоления физико-механических характеристйк " сти определяют исконные физико-механичеполимерных композиционных материалов - ские характеристики ПМ.

Изобретение относится к акустйческим методам контроля и может быть использовано при определении физико-механических характеристик листовых аниэотропнйх полимерных композиционных матеоиалов "(ПКМ), в частности плотности или упругости . углепластика.

Известен способ определения физикомеханических характеристик листовых

ПКМ, заключающийся в том, что возбуждают в материале импульсы акустических кр- :. лебаний, принимают прошедшие через материал колебания. измеряют скорость распространения колебаний и сдвиг основной составляющей спектра пинятого им- 4 пульса относительно иэлученного импульса (Л (1). (лЭ

Недостатком известного способа является недостаточно высок»ая дбстоверность за счет относйтельйо низкой точности измерения сдвига основной составляющей спек- I 0 тра принятого импульса относительно излученного импульса.

Наиболее близким по технической сущ- а ности является способ определения физи- ко-механических характеристик. листовых анизотропных ПКМ, заключающийся в том, что возбуждают в ПКМ в плоскости листа акустические колебания, принимают акустические колебания, распространяющиеся в двух направляниях анизотропии, измеряНедостатком данного способа является также недостаточно высокая достоверность за счет использования толщйны мойослоя,. . в результате чего используется регрессионная зависимость с недостаточно высоким значением коэффициента корреляции, особенно при контроле llKM на основе рубленного волокна, Целью изобретения является повышение достоверности определения физико-механических характеристик ПКМ за счет использования при определении физикомеханических характеристик разности фаз электрических колебаний излучающего и приемного преобразователей, прозвучивающих ПКМ перпендикулярно плоскости листа. Способ определения физикомеханических характеристик листовых анизотропных ПМК заключается в следующем .

В материале возбуждают в плоскости листа акустические колебания и принимают акустические колебания, распространяющиеся в двух направлениях анизотропии.

Измеряют скорости с1и сг распространения принятых колебаний и вычисляют их сумму.

Также возбуждают в материале электроакустическим преобразователем акустические колебания перпендикулярно плоскости листа. Принимают электроакустическим преобразователем прошедшие по.толщине листа акустические колебания и измеряют разность фаэ электрических колебаний излучающего и приемного преобразователей.

Искомые физико-механические характеристики R определяют по регрессионной зависимости

R = а,+ а;(с1+ сг) + аг(р о- р 1), где c1,ñ2 — скорости распространения акустических колебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости листа;

p o, p 1 — фазы электрических колебаний излучающего и приемного преобразователей при прозвучивании листа по толщине; а, а1, аг — экспериментальные коэффициенты уравнения, Способ определения физико-механических характеристик листовых анизотропных

ПКМ реализуется следующим образом, При контроле слоистого анизотропного материала, например углепластика, изготовленного методом прямого прессования танной связуюповерхности либразователи на ц с по ощью прибора УКют скорости с1 и сг распростлебаний в двух направлениях плоскости листа. Затем, иср АН Б-650 с электроакустичеазователями, возбуждают и устические колебания в матеикулярно плоскости листа. ость уо- р1 электрических учающего и приемного пресоответственно. Физико-ме10ПМС измер ранения УЗ-к анизотропии пользуя приб скими преоб

10 принимают а риале перпе д

Измеряют ра н колебаний из образователеи аническая 1

15 х арактеристика, например прочность5и при изгибе, определяется из

1 выражения !

В=ао+а1(С1+Сг) аг(0 о Р 1), о „= 12,8+96,9 (с1+ c2) - 0,01(ро- р 1), 20 где о и — прочность при изгибе, МПа

c1,c2 — скорости распространения УЗколебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости листах, км/с;

25 . po p1 — фазы электрических колебаний на входе излучающего и выходе приемного электроакустического преобразователей, град, Данная регрессионная зависимость

30 имеет коэффициент множественной корреляции r= 0,978 и критерий надежности

Г=34,0, что значительно выше его табличного значения — 4,74.

Формула изобретения

35 Способ определения физико-механических характеристик листовых анизотропных полимерных композиционных материалов, заключающийся в том, что возбуждают в материале в плоскости листа акустические

40 колебания, принимают акустические колебания, распространяющиеся в двух направлениях анизотропии, измеряют скорости . распространения колебаний и определяют с помощью измеренных величин. физико-ме45 ханические характеристики материала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности, дополнительно возбуждают . электроакустическим преобразователем в материале перпендикулярно плоскости лис50 та акустические колебания, принимают электроакустическим преобразователем прошедшие по толщине листа акустические колебания, измеряют разность фаз электрических колебаний излучающего и приемного

55 преобразователей, а физико-механические характеристики R определяют по регрессионной зависимости

1753396

Составитель В. Гондаревский

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор Т.Юрчикова

Заказ 2765 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 c>,сг — скорости распространения акустических колебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости листа; ро, р < — фазы электрических колебаний излучающего и приемного преобразователей; ао,а>,а - экспериментальные коэффи5 циенты уравнения,