Способ измерения адгезии льда на сдвиг к другим материалам



Способ измерения адгезии льда на сдвиг к другим материалам
Способ измерения адгезии льда на сдвиг к другим материалам

 


Владельцы патента RU 2522818:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Способ измерения адгезии льда на сдвиг к другим материалам относится к области исследования адгезионной прочности льда к различным материалам и может использоваться при создании антиобледенительных материалов. Замораживание воды на поверхности исследуемого материала проводится внутри фторопластовой втулки, которая используется в качестве каркаса и позволяет контролировать и равномерно распределять нагрузку при давлении на всю площадь контакта лед-материал. Измерение нагрузки, необходимой для сдвига льда от исследуемой поверхности материала, проводится в климатической камере универсальной разрывной машины в режиме сжатия. Техническим результатом является повышение точности измерения адгезии льда к различным материалам. 2 ил.

 

Область, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области исследования адгезионной прочности льда к различным материалам и может использоваться при создании антиобледенительных материалов.

Уровень техники

Известно техническое решение (1. Гольдштейн Р.В., Епифанов В.П. К измерению адгезии льда к другим материалам // Вестник ПГТУ, Механика, №2, 2011, - с.28-41), в котором приведен способ испытания гладких цилиндрических образцов на сдвиг в условиях стеснения. Замораживание воды осуществляется в зазоре между верхней направляющей втулкой и исследуемым материалом в виде цилиндрического стержня. Недостатком данного способа является то, что при замораживании лед расширяется и стесняется между втулкой и образцом, и дает завышенные значения, что не является истинным значением адгезии.

Наиболее близким является техническое решение (2. Игошин В.А., Тюниена Э.Л., Черский И.Н. Некоторые методические вопросы исследования контактного взаимодействия материалов со снегом и льдом// Трение и износ.- 1985. - Т.6, №3. - С.485-492), в котором приведен способ измерения адгезии на сдвиг льда к исследуемой поверхности образца, при различных температурах и скоростях приложения тангенциальной нагрузки. Способ осуществляется с помощью прибора, представляющего собой платформу, прикрепленную шарнирно к раме, на которую крепится исследуемый образец с примороженной к нему через каплю воды пластиной. К пластине прикреплена тележка с грузами. При изменении угла наклона платформы происходит разрушение контакта лед-материал, а свободно движущаяся тележка нажимает на выключатель, фиксируя угол наклона. Адгезия льда к материалу вычисляется по формуле W=Psinα/S, где P - масса тележки с грузами; S - площадь основания капли. Недостатком данного технического решения является недостаточная точность измерения, вследствие определения угла наклона на глаз и непостоянная площадь контакта лед-материал из-за отсутствия каркаса для замораживаемой капли воды.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является получение способа определения адгезии (прочности прилипания) льда к различным материалам.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в повышении точности измерения адгезии льда к различным материалам.

Существенные признаки, характеризирующие изобретение.

Ограничительные: Измерение адгезионной прочности примерзания воды к исследуемому материалу путем определения усилия, необходимого для сдвига льда от поверхности исследуемого материала.

Отличительные: Вода замораживается на поверхности исследуемого материала с использованием фторопластовой втулки в качестве каркаса, который позволяет контролировать и равномерно распределять нагрузку при давлении на всю площадь контакта лед-материал.

Измерение адгезии льда на сдвиг к различным материалам проводится в климатической камере универсальной испытательной машины в режиме сжатия.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведена схема замораживания воды на поверхности исследуемого материала.

На фиг.2 приведена схема измерения адгезии льда на сдвиг к другим материалам.

Осуществление изобретения

Способ осуществляется следующим образом.

На обезжиренную поверхность исследуемого образца 1 (фиг.1) ставится фторопластовая втулка 2, в которую наливается вода и замораживается (лед) 3 в климатической камере в течение определенного времени в зависимости от температуры. Для того чтобы вода не вытекала по краям, на втулку сверху ставится груз 4, имеющий продольное отверстие для заливки воды. Затем образец 1 (фиг.2) с примороженным к нему льдом 2, внутри фторопластовой втулки 3, закрепляется в зажимы 4 универсальной испытательной машины. Испытание проводится в режиме сжатия со скоростью движения захватов 0,5 мм/мин. Давление на образец производится с помощью бруска 5, который прикреплен к захвату с использованием специального фиксатора 6, с толщиной исследуемого образца. Таким же образом, с боковой стороны исследуемого образца приложен фиксатор 7 с толщиной бруска 5. Адгезия льда к исследуемому материалу вычисляется по формуле W=P/S, где P - сила, приложенная для сдвига льда от материала, S - площадь основания льда.

Способ измерения адгезии льда на сдвиг к различным материалам, заключающийся в том, что с помощью универсальной испытательной машины, в режиме сжатия, измеряется необходимая сила, прилагаемая для сдвига льда от исследуемой поверхности, отличающийся тем, что вода замораживается на поверхности исследуемого материала с использованием фторопластовой втулки в качестве каркаса, который позволяет контролировать и равномерно распределять нагрузку при давлении на всю площадь контакта лед-материал.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области проведения испытаний по оценке прочности клеевого соединения материалов в ракетной технике. Предлагаемый способ определения прочности клеевого соединения резиноподобного покрытия с основой из твердого ракетного топлива включает использование двух жестких элементов, обеспечивающих приложение растягивающей нагрузки, один из которых приводят в контакт с покрытием посредством клея, адгезия которого к покрытию заведомо больше адгезии исследуемого клеевого соединения покрытия к основе, а второй подвергают взаимодействию с основой.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способу определения адгезионной прочности скрепления бронепокрытия с зарядом твердого ракетного топлива. Способ включает изготовление от забронированного натурного заряда или его «спутника» «образца-диска» с центральным отверстием, выполнение по образующей диска путем нарезания фрезой параллельных прорезей рабочих площадок, равномерно распределенных по забронированной поверхности, приклеивание к ним державок для приложения отрывной нагрузки и испытание «образца-диска» на разрывной машине.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения адгезионной и когезионной прочности сцепления в продольных слоях газотермических покрытий.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способу оценки адгезионной прочности бронепокрытия зарядов ТРТ ракетных двигателей твердого ракетного топлива и других ракетных устройств.

Изобретение относится к способам контроля качества клееных материалов и может быть использовано при контроле качества клеевого соединения неразрушающим методом. .

Изобретение относится к измерительной технике и может использовано для определения уровня адгезионного взаимодействия частиц наполнителя с полимерной матрицей и объемных механических характеристик композиционных материалов при растяжении.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения прочности сцепления покрытий с основами. .

Изобретение относится к области испытания материалов, а именно к способам определения адгезии пленки к подложке, и предназначено для исследования адгезионных свойств адгезивов для склеивания пленок, в том числе тончайших пленочных материалов и нанопленок.

Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с подложкой. .

Изобретение относится к методам механических испытаний, а именно к методам определения прочности порошковых покрытий. .

Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с основой. Технический результат достигается тем, что на основу наносят покрытие, прикладывают к нему усилие и по величине разрушающей нагрузки определяют адгезионную прочность сцепления как отношение разрушающей нагрузки к площади отрыва покрытия, при этом перед нанесением покрытия к поверхности основы прижимают толкатель, после нанесения покрытия снимают усилие прижима толкателя к поверхности основы, не оказывая, при этом, механического воздействия на покрытие, и прикладывают к толкателю усилие на отрыв, одновременно измеряя величину приложенного усилия, а после испытания толкатель меняют на новый. Устройство для реализации способа содержит плоскую пружину, нагружающий винт, тензорезисторы, толкатель, основу, тензоусилитель, пиковый детектор и индикатор нагрузки, при этом в основе имеется паз с распорным винтом, обеспечивающим возможность деформации паза. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности оценки адгезионной прочности сцепления покрытия с основой. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с основой. Технический результат достигается тем, что на основу наносят покрытие в виде «сидячей» капли, прикладывают к нему усилие и по величине разрушающей нагрузки определяют адгезионную прочность сцепления как отношение разрушающей нагрузки к площади отрыва покрытия, при этом на локальном участке покрытия формируют «сидячую» каплю из припоя с впаянной в нее гибкой тягой, а усилие на отрыв или на срез прикладывают к гибкой тяге, после отрыва «сидячей» капли с покрытием от основы оценивают площадь отрыва покрытия. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности оценки адгезионной прочности сцепления покрытия с основой, а также в расширении возможности способа.

Изобретение относится к устройствам для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки и может найти свое применение в нефтегазовой отрасли. Устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки содержит стол-основание, электродвигатель, узел замера тягового усилия, установленные на столе-основании уровень и основание для размещения груза. На основании для размещения груза шарнирно закреплена направляющая плита, с возможностью поворота вокруг своей оси, на боковой поверхности которой выполнен паз, обеспечивающий перемещение размещенного в пазу узла замера тягового усилия. Узел замера тягового усилия соединен с одной стороны при помощи нити со шкивом электродвигателя, расположенным на противоположном конце направляющей плиты, с другой - с металлическим грузом, расположенным на фильтрационной корке, закрепленной фиксаторами на основании для размещения груза. Технический результат − обеспечение измерения показателей как фрикционных, так и адгезионных свойств фильтрационной корки, возможность оценки вклада фрикционных и адгезионных сил в суммарную силу сопротивления движению колонн в скважине. 2 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для определения адгезионной прочности теплозащитных покрытий для образцов. Для определения адгезионной прочности теплозащитного покрытия на сдвиг на подложку, выполненную в виде наружных поверхностей двух соосно установленных с поджатием по стыку цилиндров, наносят покрытие в форме кольца, перекрывающего их стык. После отверждения покрытия прикладывают к цилиндрам усилие в противоположных направлениях до разрушения покрытия. Покрытие выполняют в виде металлического подслоя в составе теплозащитного покрытия. Подслой наносят несимметрично по длине относительно стыка цилиндров. После поперечного разрушения подслоя цилиндры повторно устанавливают с поджатием по стыку и на разрушенный подслой дополнительно наносят плазменным способом керамический слой теплозащитного покрытия в форме кольца. После отверждения керамического покрытия нагревают цилиндры в диапазоне температур горячей части газового тракта силовой установки и повторно прикладывают осевое усилие в противоположных направлениях до сдвига керамического слоя с подслоя одного из цилиндров и устанавливают фактическое усилие сдвига. Технический результат - уменьшение трудоемкости, повышение точности определения адгезионной прочности теплозащитного покрытия и обеспечение возможности испытания покрытия на образцах в условиях, идентичных работе деталей в горячих частях газовых трактов силовых установок. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытий с подложкой. Способ определения прочности сцепления покрытия с кремниевой подложкой заключается в том, что покрытие с внешним серебряным слоем соединяют с деталями оснастки разрывной машины и разрывают покрытие. На покрытие с внешним серебряным слоем дополнительно наносят слой меди с последующей термообработкой в вакууме при температуре +200-+280°C с выдержкой 30-60 минут. Слой меди склеивают с деталями оснастки разрывной машины. Слой меди наносят гальваническим методом или методом высокотемпературного испарения в вакууме. Слой меди наносят толщиной 1-2 мкм. Слой меди склеивают с деталями оснастки разрывной машины клеем на основе эпоксидной смолы. Технический результат - повышение точности определения прочности сцепления покрытия с кремниевой подложкой путем снижения вероятности разрушения адгезионного слоя, расположенного между серебряным покрытием и клеем, при определении прочности сцепления покрытия с кремниевой подложкой при испытании на разрывной машине. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к конструкции прибора, предназначенного для количественного определения липкости препрега, представляющего собой композиционный материал, полученный путем пропитки армирующей волокнистой основы равномерно распределенными полимерными связующими. Прибор содержит платформу, на которой размещается испытуемый образец препрега, цилиндрический ролик, установленный с возможностью качения по образцу препрега вдоль платформы, и индикатор, фиксирующий пробег ролика вдоль платформы, в контакте с образцом, до момента его остановки, а также стартовую площадку, которая примыкает к платформе со стороны исходного положения ролика до запуска его на платформу и выполнена регулируемой по углу ее наклона по отношению к платформе, и управляемый ограничительный упор, обеспечивающий неподвижное положение ролика на стартовой площадке, при этом в платформе имеется герметизированная емкость, заполняемая жидким теплоносителем и служащая для обогрева образца препрега до заданной температуры по всей его площади. Достигается повышение точности и надежности измерений, а также упрощение конструкции и эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится в способам оценки прочности сцепления металлических покрытий с основой из металлов и сплавов и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, где применяются газотермический и газодинамический методы нанесения покрытий для придания поверхности повышенных физико-механических характеристик. Способ оценки адгезионной прочности порошковых металлических покрытий со стальной поверхностью заключается в нанесении покрытия на металлическую подложку и отрыве покрытия от подложки, определения максимальной нагрузки, необходимой для отрыва слоя покрытия, и по ее величине вычисления значения адгезии. Причем в качестве подложки используют цилиндрический образец, на образующую поверхность которого наносят покрытие в виде кольцевого пояска. Затем производят механическую обработку торцов покрытия на образце до получения опорных площадок с последующей обработкой одного из торцов покрытия путем снятием внутренней фаски размером 0,5×45°. Далее устанавливают образец в матрицу с цилиндрическим отверстием, так, чтобы обработанный торец покрытия с фаской был обращен в сторону отверстия в матрице. При этом отрыв покрытия от подложки осуществляют путем продавливания цилиндрического образца сквозь цилиндрическое отверстие в матрице. Техническим результатом является упрощение оценки прочности сцепления наносимых металлических покрытий с основой и тем самым повышение надежности и ресурса машиностроительной продукции. 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к процессам обработки металлов давлением и определения адгезионной составляющей силы трения. Способ определения оценки эффективности смазочных материалов с учетом величины силы выталкивания заготовки из полости матрицы заключается в измерении сил выдавливания и выталкивания образца с нанесенным на него эталонным и исследуемым смазочным материалом. И расчетным путем определяется эффективность смазочного материала. Техническим результатом является оценка экранирующей способности смазочных материалов. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области испытания материалов. Отличительной особенностью заявленного способа определения адгезии пленки является то, что наблюдают за образованием купола в ходе процесса подачи равномерного внутреннего давления, форму основания (контура отрыва) купола принимают как эллиптическую с учетом анизотропных особенностей адгезива и анизотропии материала пленки, проводят измерение текущей высоты подъема купола и текущих размеров большой и малой полуосей основания купола, определяют механическое напряжение отрыва по формуле, по вычисленным значениям механического напряжения отрыва судят об адгезионных свойствах пленки к подложке. Техническим результатом является повышение точности определения параметров адгезии. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области ракетной и измерительной техники и может быть использовано при выходном контроле на предприятии-изготовителе корпуса ракетного двигателя и входном контроле на предприятии-изготовителе твердотопливного заряда. Сущность: осуществляют зондирование контролируемой зоны сигналами ультразвуковых колебаний, регистрацию прошедших через указанную зону ультразвуковых колебаний, по параметрам которых судят о качестве адгезионного соединения в контролируемой зоне. При этом предварительно последовательно в каждую из зон манжетного раскрепления, смещенных относительно друг друга на 45-60°, вводят силовой элемент, посредством которого осуществляют перемещение каждой зоны раскрепляющей манжеты, примыкающей к вершине замка манжетного раскрепления, путем приложения нагрузки, обеспечивающей моделирование силового воздействия заряда на контролируемую зону. Технический результат: обеспечение достоверного определения состояния контролируемой зоны. 5 ил.
Наверх