Способ определения прочности сцепления слоев адгезионного соединения

 

Использование: в испытательной технике , в способах определения прочности сцепления слоев адгезионного соединения, преимущественно, бумагоподобных мате2 риалов, Сущность изобретения: о образце адгезионного соединения производят растяжение соединения до деформации 0,5% вдоль плоскости раздела слоев и измеряют внутреннее усилие, возникающее о нем. Определяют при той же величине деформации внутреннее усилие о слое адгезионного соединения в котором нет прорези. Определяют внутреннее усилие в адгезионном соединении, имеющем максимальную прочность сцепления слоев, О прочности сцепления слоев судят -по коэффициенту дефектности. Приводится соотношение для определения коэффициента..2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ. ) 100 —.100

Кдеф. = ("

1 (21) 4940993/12 (22) 03,06.91 (46) 15,08.93. Бюл, M 30 (76) В.А.Романов, Э.Л.Аким, M.Â.Ïàâëèíà и

Б.Х. Бондаренко (56) Авторское свидетельство СССР% 1087840, кл. G 01 N 19/04, 1983. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

СЦЕПЛЕНИЯ СЛОЕВ АДГЕЗИОННОГО СОЕДИНЕНИЯ (57) Использование: в испытательной технике, в способах определения прочности сцепления слоев адгеэионного соединения, и реимущес твен но, бума го подо 6н ых матеИзобретение относится к испытательной технике. а именна, к способам определения прочности сцепления слоев адгезионного соединения, преимущественно бумагаподобных материалов.

: Цель изобретения — повышение точности определения прочности сцепления слоев адгеэианного соединения, Поставленная цель достигается тем, чта в способе определения прочности сцепления адгеэионного соединения, заключаю.щемся в том, что в одном из слоев адгезианнаго соединения выполняют поперечную прорезь нэ толщину слоя и прикладывают к соединению растягивэющую нагрузку вдаль плоскости раздела слоев, согласно изобретению, растяжение соединения осуществляют до постоянной деформации, лежащей в упругой области, при этом измеряют внутреннее усилие Р, возникающее в адгеэионном соединении,, . Ы „„1835076 АЗ (я)ю G 01 N 33/34//О 21 G 9/00 риалов, Сущность изобретения: в образце адгезионнаго соединения производят растяжение соединения до деформации 0,57ь вдоль плоскости раздела слоев и измеряют внутреннее усилие, возникающее в нем. Определяют при той же величине деформации внутреннее. усилие в слое адгезионного соединения, в котором нет прорези. Определяют внутреннее усилие в адгезионном соединении, имеющем максимальную прочность сцепления слоев. О прочности сцепления слоев судят па коэффициенту дефектности. Приводится соотношение для определения коэффициента, 2 ил. определяют при той же величине деформации внутреннее усилие Р> в слое адгезионного соединения без прорези и внутреннее усилие Рмакс. в адгезионном соединении при максимальной прочности сцепления слоев, а о прочности судят по коэффициенту дефектности. Кдеф., который определяют по формуле:

Р— P>

К„ф.= (1 )

Величина внутреннего усилия, возникающего в образце адгезионного соединения с прорезью в слое при его растяжении, зависит от прочности сцепления слоев. При прочности сцепления слоев, равной "0", P будет равно Р> и коэффициент дефектности

Кдрф. составит!

1835076

При прочности сцепления слоев, равной 100%. Рмакс. II Р бУДУт PGQHbl и Кдеф. составит:

Р— Р1

Кдеф, (1 Р ) 100 0 .

На фиг.1 показан образец двухслойного. соединения с прорезью в слое в виде надреза; на фиг.2 — с вырезом в слое.

Способ осуществляется следующим образом;

1. В адгезионном соединении, содержащем слои 1, 2 (CM. фиг.1, 2), выполняют прОрезь илЪ в виде надреза 3, или в виде выреза 4, после чего образец растягивают вдоль плоскости раздела слоев до постоянной деформации, лежащей в упругой обла" сти, и измеряют внутреннее усилие Р, возникающее в нем.

2. Затем определяют внутреннее усилие

Р1, возникающее в слое 1, в котором нет прорези. При этом его можно определять экспериментально, растягивая слой 1 до той же постоянной деформации, лежащей в упругой области, или расчетным путем по формуле

Р Н

Р1 .

io где Йст — абсолютное удлинение образца, ММ;

Eoi — начальный модуль упругости слоя без прорези, Mila (Значение начального модуля упругости материала либо известно, либо определяется любым известным способом);

F) — площадь поперечного сечения слоя

1,мм;

io — базовая длина образца, MM.

3. Определяют Рмакс. — внутреннее усилие в адгезионном соединении при максимальной прочности сцепления слоев. При этом для образца адгезионного соединения с прорезью в слое в виде надреза (см. фиг.1) определяют внутреннее усилие Рмакс., возникающее при растяжении адгезионного соединения беэ надреза до той же заданной деформации, лежащей в упругой области.

Для образца адгезионного соединения с Bblреэом в слое 2 (см. фиг.2) рассчитывают внутреннее усилие P„ «при условии максимальной прочности сцепления слоев.

Пример 1. Определяют степень дефектности адгезионного соединения, состоящего из двух слоев 1 и 2 (см. фиг.1). В качестве такого соединения берут материал, состоящий иэ двух слоев фениловой бумаги одинаковой толщины с одинаковыми модулями упругости слоев, Из материала готовят три образца с базовой длиной 100 мм и шириной 10 мм: — образец, в одном из слоев 2 которого выполняют прорезь 3 (см. фиг.1) на толщину этого слоя, находящуюся на расстоянии 10 мм от верхнего конца базовой длины образца; — образец двухслойного материала без прорези; — образец слоя 1 материала.

Закрепляют образцы в захватах разрывной машины и прикладывают растягива-. ющую нагрузку в упругой области (до деформации 0,5 ) вдоль плоскости раздела сл бее.

Измеряют внутреннее усилие, возникающее в образцах, и определяют коэффициент дефектности адгезионного соединения по формуле

P — Р1

Кдеф, = (1 ) 100

Рмакс. Р1

20 31 20 18 15

= (1 36 30 18 15) 100 = 28,1, где Р— внутреннее усилие в образце адгеэионного соединения с прорезью, Н;

Р1- внутреннее усилие в слое 1, Н;

Рмакс. — внутреннее усилие в двухслойном образце без прорези, Н (в образце, имеющем максимальную прочность сцепления слоев).

Пример 2. Опредьеляют степень

30 дефектности того же материала, что и в примере 1.

Иэ материала готовят три образца тех же геометрических размеров; — образец с вырезом 4 (см, фиг.2) длиной

35 10 мм в слое 2 материала; — образец двухслойного материала беэ выреза; — образец слоя 1 материала, Растягивают образцы до той же дефор40 мации 0,5 и измеряют внутренние усилия в них.

Рмакс. ДлЯ обРазЦа с выРезом (GM фиг.2) определяют расчетным путем по формуле:

Рмакс. = Ррасч.

I< iã

Eoi Fl Еоп Fll

0,5

50 10 90 =33,2, Н, 2200 1,65 2200 3 3 где Аст — относительное удлинение образца, мм;

Il — длина вырезанного участка слоя 2 (см. фиг.2), мм;

lz — длина невырезанного участка слоя 2 (см. фиг.2), мм;

1835076

Epl — начальный модуль уп ругости части

l образца. МПа;

Еоц — начальный модуль упругости адгеэионного соединения, МПа.

Модули упругости определяются по общей формуле:

Ео =, МПа.

P lo

Pt (о 18,15 100

Xl Fi 0.5 1,65

- 2200, МПа.

P((° («363 100

ЪТ= Fn 0,5 3,3

- 2200, МПа, где Р(и Рп — внутренние усилия, соответственно, в частях I u II образца, МПа;

F1 - Fi - площадь поперечного сечения слоя 1, мм2, Еи = F1 + Fz — площадь поперечного сечения адгезионного соединения, мм;

F — площадь поперечного сечения слоя

2,мм.

Р— Р1

Кдеф, = (1 ) 100 =

Ррасч. " 1 (1 28,97 18 15) 100 = 28,1 g

33,20 — 18,15

Совпадение результатов определения

Кдеф. при использовании образца адгезионного соединения с надрезом и с вырезом свидетельствует о корректности подхода при оценке прочности сцепления слоев указанными способами.

Изобретение позволяет повысить точность определения прочности соединения слоев за счет использования при оценке

Кдеф. только одного стабильного параметра — внутреннего усилия Р, определяемого в области упругости используемых материалов адгеэионного соединения.

Способ может использоваться для оценки дефектности адгеэионных соединений

5 широкого Класса материалов, ламинатов, композиционных материалов на основе синтетических и целлюлозных 00RoKQH, нитей, полимерных пленок, слоистых резин, кожи, древесины и т.п.

10, Формула изобретения

Способ определения прочности сцепления слоев адгезионного соединения, преимущественно бумагоподобных материалов, путем выполнения поперечной

15 прорези в одном из слоев до плоскости раздела слоев, растяжения соединения вдоль этой плоскости, измерения заданных величин при растяжении и составления соотношения этих величин для определения

20 прочности сцепления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, растяжение соединения осуществляют до деформации 0,5 вдрль плоскости раздела слоев и измеряют внутреннее уси25 лие, возникающее в нем, определяют при той же величине деформации внутреннее усилие в слое адгеэионного соединения, в котором нет прорези, и внутреннее усилие в адгезионном соединении, имеющем мак30 симальную прочность сцепления слоев, а о прочности сцепления слоев судят по коэффициенту дефектности, который определяют из соотношения

Кдеф. = (1 ) 100;

Р— Р1

Рмакс Р1 где Р— внутреннее усилие в адгеэионном соединении с прорезью, H:

40 Р1- внутреннее усилие в слое адгезионного соединения, в котором нет прорези, Н;

Рмакс — внутреннее усилие в адгезионном соединении, имеющем максимальну1о прочность сцепления слоев. Н.

1835076

Составитель В.Романов

Техред М.Моргентал Корректор M.Àíäðóøåíêî

Редактор С,Кулакова

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

Заказ 2714 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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