Способ изготовления образцов деталей из композиционных материалов



Способ изготовления образцов деталей из композиционных материалов
Способ изготовления образцов деталей из композиционных материалов
Способ изготовления образцов деталей из композиционных материалов
Способ изготовления образцов деталей из композиционных материалов

 

G01N1/04 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2537612:

Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к технологии изготовления изделий из композиционных материалов, а именно, тел вращения с радиальными складками материала, и может найти применение при контроле качества изготовления крупногабаритных деталей из композиционных материалов. Способ изготовления образцов деталей из композиционных материалов включает разметку и вырезку образцов из припуска детали. При этом из припуска детали вырезают кольцо, продольное сечение которого соответствует поперечному сечению заготовки образца. Затем изготавливают соответствующий продольному сечению заготовки образца плоский шаблон, в центральной части которого выполнен участок меньшей ширины, с нанесенной посередине него поперечной риской. Размечают по шаблону расположение заготовок образцов по периметру торцовой поверхности кольца, последовательно совмещая риску шаблона со складками материала. После чего вырезают заготовки образцов и производят механическую обработку заготовок для получения образцов с утоненным рабочим участком в центральной части. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности контроля качества изготовления крупногабаритных деталей из композиционных материалов. 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии изготовления изделий из композиционных материалов, а именно тел вращения, и может быть применено при контроле качества изготовления крупногабаритных деталей из композиционных материалов.

При изготовлении деталей из композиционных материалов необходим постоянный контроль качества.

Одним из наиболее эффективных методов контроля качества является определение свойств композиционных материалов при механических испытаниях на образцах, вырезаемых из припуска готовой детали.

Наиболее распространенным и хорошо изученным видом механических испытаний является одноосное растяжение материала до разрушения.

Полученные при этом характеристики служат для оценки несущей способности материала детали, так как почти все критерии прочности включают прочность при одноосном растяжении.

При разработке способа изготовления образцов необходимо учитывать особенности структуры композиционного материала детали, условия работы детали при ее эксплуатации и правильно определять форму образца.

Известен способ изготовления образцов деталей из композиционных материалов, например тел вращения (см., например, И.М. Буланов, В.В. Воробей. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998 г. - стр.358-359 - наиболее близкий аналог).

Известный способ позволяет проводить оценку механических свойств композиционных материалов на образцах разрушающими методами, в частности при одноосном растяжении образца до разрушения.

Однако практическое применение известного способа при изготовлении образцов тел вращения из композиционных материалов показало, что получаемые образцы не в полной мере характеризуют прочность материала детали в реальных условиях эксплуатации.

Выяснено, что это обусловлено тем, что общепринятая технология изготовления образцов и их стандартная форма недостаточно полно учитывают структуру материала и конструктивные особенности тел вращения из композиционных материалов.

Так, например, при вырезке образцов известным способом не учитывается особенности послойного изготовления тел вращения из композиционных материалов, которым присуще наличие идущих по всей длине неравномерно расположенных по периметру и различающихся по высоте в радиальном направлении складок в материале, образующихся в процессе отверждения при усадке материала под воздействием высокой температуры и значительного по величине давления.

Полностью исключить наличие складок в деталях из композиционных материалов, в настоящее время практически невозможно, можно лишь снизить высоту складок при их более равномерном расположении по периметру детали за счет перераспределения материала в процессе усадки после отверждения при изготовлении детали (см., например, патенты РФ №№2337817 и 2373052).

Прочность детали в районе складок материала изменяется в зависимости от их высоты и значительно ниже, чем в других зонах детали, в частности из-за невысокой плотности связующего в зонах складок.

Таким образом, известный способ изготовления образцов не позволяет получить качественные образцы и, соответственно, не позволяет осуществлять эффективный контроль качества деталей на изготовленных образцах стандартной формы.

Технической задачей данного изобретения является осуществление эффективного контроля качества изготовления деталей из композиционных материалов на образцах нестандартной формы при обеспечении максимально возможного приближения условий испытаний образца к условиям нагружения материала детали при ее эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления образцов деталей из композиционных материалов, преимущественно тел вращения с радиальными складками материала, включающем разметку и вырезку образцов из припуска детали, из припуска детали вырезают кольцо, продольное сечение которого соответствует поперечному сечению заготовки образца, изготавливают соответствующий продольному сечению заготовки образца плоский шаблон, в центральной части которого выполнен участок меньшей ширины, с нанесенной посередине него поперечной риской, размечают по шаблону расположение заготовок образцов по периметру торцовой поверхности кольца, последовательно совмещая риску шаблона со складками материала, после чего вырезают заготовки образцов и производят механическую обработку заготовок для получения образцов с утоненным рабочим участком в центральной части.

Вырезка из припуска детали кольца, продольное сечение которого соответствует поперечному сечению образца, позволяет упростить процесс изготовления заготовок образцов и уменьшить объем механической обработки.

Применение специально изготовленного плоского шаблона, соответствующего продольному сечению образца, позволяет облегчить процесс разметки расположения заготовок образцов по периметру торцовой поверхности кольца, вырезанного из припуска детали.

При этом выполнение в центральной части шаблона участка меньшей ширины, с нанесенной посередине него поперечной риской, позволяет визуально совместить складку с риской и тем самым повысить точность расположения складки материала детали в центральной части заготовки образца.

Криволинейная нестандартная форма образца в виде сектора, вырезаемого из кольца, позволяет при испытаниях на образцах наиболее полно смоделировать условия работы детали при ее эксплуатации.

Механическая обработка заготовки образца позволяет создать в центральной части образца утоненный рабочий участок, на котором при испытаниях происходит разрушение образца в расчетном сечении.

Сущность способа поясняется рисунками.

На фиг.1 показано продольное сечение детали с припуском.

На фиг.2 приведена схема разметки заготовок образцов по шаблону.

На фиг.3 приведено продольное сечение образца.

На фиг.4 приведено поперечное сечение образца.

Изготовление образцов по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

При проектировании детали 1 предусматривается ее послойное изготовление намоткой пропитанного связующим композиционного материала на круглую оправку, при этом деталь 1 изготавливается с кольцевым технологическим припуском 2.

После изготовления детали 1 из кольцевого припуска 2 вырезают кольцо 3, продольное (осевое) сечение которого соответствует поперечному сечению (L×Н) заготовки 4 образца, который требуется получить.

Изготавливают соответствующий продольному сечению заготовки 4 образца плоский металлический шаблон 5, в виде сектора, ширина которого равна ширине L кольца 3.

В центральной части шаблона 5 выполнены криволинейные вырезы, образующие участок 6 меньшей ширины, посередине которого нанесена поперечная риска 7.

Размечают по шаблону 5 расположение заготовок 4 образцов по периметру торцовой поверхности «А» кольца 3, последовательно совмещая поперечную риску 7 шаблона 5 со складками 8 материала, предварительно отмеченными, например, цветным карандашом.

При этом положение складок 8 легко определяется визуально через криволинейные вырезы шаблона 5, наличие которых облегчает также совмещение складок 8 с поперечной риской 7 шаблона 5.

Обозначают боковые границы заготовок 4 образцов, в центральной части которых расположены складки 8, обводя цветным карандашом боковые стороны шаблона 5.

После чего вырезают из кольца 3 заготовки 4 образцов и производят их механическую обработку для получения в центральной части образца 9 утоненного рабочего участка 10, посередине которого расположена складка материала, в зоне которой прочность материала наименьшая.

Такие образцы наиболее достоверно отражают несущую способность детали и ее работоспособность при эксплуатации.

На изготовленных нестандартных образцах 9 определяют физико-механические и структурные свойства материала детали, в том числе прочность на отрыв и сдвиг, однородность структуры и т.п.

Предложенный способ позволяет получить образцы нестандартной формы, наиболее полно имитирующие особенности работы детали, готовые к применению для всех видов механических испытаний, обеспечивающие простоту закрепления в испытательной машине и нечувствительность к способу закрепления.

Особенно эффективно применение изготовленных образцов для определения предела прочности материала на растяжение.

На предприятии предлагаемым способом получены образцы ряда крупногабаритных деталей из композиционных материалов, свойства которых полностью соответствуют свойствам готовых изделий.

Предложенный способ прост, технологичен и не требует существенных затрат на его осуществление.

Практическое применение изобретения позволило обеспечить повышение эффективности контроля качества изготовления крупногабаритных деталей из композиционных материалов на образцах.

Способ изготовления образцов деталей из композиционных материалов преимущественно тел вращения с радиальными складками материала, включающий разметку и вырезку образцов из припуска детали, отличающийся тем, что из припуска детали вырезают кольцо, продольное сечение которого соответствует поперечному сечению заготовки образца, изготавливают соответствующий продольному сечению заготовки образца плоский шаблон, в центральной части которого выполнен участок меньшей ширины, с нанесенной посередине него поперечной риской, размечают по шаблону расположение заготовок образцов по периметру торцовой поверхности кольца, последовательно совмещая риску шаблона со складками материала, после чего вырезают заготовки образцов и производят механическую обработку заготовок для получения образцов с утоненным рабочим участком в центральной части.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству травления поверхности для металлографического анализа образцов. Устройство включает ячейку для протравливания и средства, изолирующие протравливаемую зону от окружающих областей поверхности.
Группа изобретений относится к отбору проб, в частности к способу и устройству получения образцов для исследования и взятия проб в жидком или текучем состоянии в условиях невесомости.

Изобретение относится к области получения и подготовки образцов проб балластной воды, а именно к способу и устройству для отбора воды и балластных емкостей теплоходов и судов типа «река-море» с целью проведения бактериологических исследований.

Изобретение относится преимущественно к инструментам, используемым космонавтом в открытом космосе. Устройство содержит корпус из химически, термически, механически устойчивого и γ-проницаемого материала.

Группа изобретений относится к композиции для фиксации тканей и/или клеток, и/или клеточных структур на предметных стеклах в целях их окрашивания и их анализа под микроскопом или с помощью системы анализа изображений, к применению данной композиции и вариантам способа ее получения, а также к вариантам способа окрашивания структур с ее использованием.

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано при исследовании структурного состояния, морфологии поверхности образцов из композиций, содержащих графит, например в графитопластах (с термопластом или реактопластом в качестве связующего).
Способ определения величины свободнорадикальной активности твердых материалов относится к области экологического тестирования, контроля качества строительных и др.

Изобретение относится к способу исследования загрязнений поверхности линейных сооружений и предназначено, в частности, для исследования загрязненной территории на поверхности железнодорожного пути.

Изобретение относится к устройству для замера толщины слоя нефти над водой и может быть использовано для оценки количества нефти в скважинной продукции с большой долей воды, а также для определения объема нефти на поверхности природного водоема при аварийных изливах нефти из трубопровода или резервуара.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при определении чувствительности химиопрепарата к злокачественной опухоли. В качестве препарата используют материал, взятый из опухоли.

Группа изобретений относится к способу восстановления антигена в образце ткани, фиксированной формальдегидом, и к набору, использующемуся в данном способе. Способ включает инкубирование образца ткани, фиксированной формальдегидом, в первом растворе для восстановления антигена при температуре выше 90°C. Затем переносят образец ткани, фиксированной формальдегидом, во второй раствор для восстановления антигена, и осуществляют инкубирование образца ткани, фиксированной формальдегидом, во втором растворе для восстановления антигена при температуре выше 90°C. При этом первый раствор для восстановления антигена содержит буферный раствор, имеющий pH в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 7, а второй раствор для восстановления антигена содержит буферный раствор, имеющий pH в диапазоне от приблизительно 7,5 до приблизительно 11. В качестве альтернативного варианта первый раствор для восстановления антигена может содержать буферный раствор, имеющий pH в диапазоне от приблизительно 7,5 до приблизительно 11, а второй раствор для восстановления антигена может содержать буферный раствор, имеющий pH в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 7. Набор содержит первый раствор для восстановления антигена, который восстанавливает по меньшей мере часть невосстановленных антигенов в образце, и второй раствор для восстановления антигена, который восстанавливает по меньшей мере некоторые из другой части невосстановленных антигенов в образце. Причем первый раствор содержит лимонную кислоту, дигидрофосфат калия, борную кислоту, диэтилбарбитуровую кислоту, пиперазин-N,N′-бис(2-этансульфоновую кислоту), диметиларсиновую кислоту, 2-(N-морфолино)этансульфоновую кислоту или их комбинацию, а второй раствор содержит трис(гидроксиметил)метиламин (TRIS), 2-(N-морфолино)этансульфоновую кислоту (TAPS), N,N-бис(2-гидроксиэтил)глицин (Бицин), N-трис(гидроксиметил)метилглицин (Трицин), 4-2-гидроксиэтил-1-пиперазинэтансульфоновую кислоту (HEPES), 2-{[трис(гидроксиметил)метил]амино}этансульфоновую кислоту (TES) или их комбинацию. Указанные стадии использования первого и второго растворов для восстановления антигена улучшают восстановление антигена в ткани по сравнению с использованием первого раствора без второго раствора и наоборот. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу сбора и обработки данных геохимической разведки, представляющему собой градиентный способ геохимической разведки. Способ включает получение в каждой точке отбора набора проб поочередным отбором проб почвы и проб газа с интервалом 0,5-1 м вниз от поверхности земли. Затем осуществляют анализ отобранных проб почвы и газа на их геохимический индикатор или индикаторы и по результатам анализа для каждой точки отбора строят графики геохимического индикатора(-ов) и графики его градиента в зависимости от глубины. Осуществляют формирование профилей геохимического индикатора(-ов) и профилей его градиента для каждой глубины, причем профиль строят вдоль линии съемки. По полученным графикам строят изолинии геохимического индикатора(-ов) и изолинии его градиента для профиля, по которым формируют трехмерную визуализирующую диаграмму собранных данных области. После проводят определение по характеристикам изменений геохимического индикатора(-ов) в зависимости от глубины и аномалий его градиента на трехмерной визуализирующей диаграмме области, богатой металлическими рудами или месторождениями. Достигаемый технический результат заключается в получении большего количества информации, в особенности информации по продольным изменениям, чем в обычной геохимической разведке. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к механическим испытаниям на растяжение хрупких образцов из композиционных материалов и предназначено для авиастроения, судостроения, машиностроения, атомной энергетики. Сущность изобретения: накладки одинаковых с образцом размеров и формы, выполненные из материала, обеспечивающего суммарную жесткость обеих накладок, меньшую или равную жесткости исследуемого образца, наклеивают на двух противоположных поверхностях образца, в результате получают лабораторную сборку, которую размещают в цанговых захватах испытательной машины. Каждый захват устанавливают между краем торца и началом дуги галтели сборки. На поверхность сборки устанавливают экстензометр. Прикладывают нагрузку к сборке и по показаниям экстензометра получают кривую «деформация-напряжение» лабораторной сборки, из которой восстанавливают диаграмму деформирования образца. Напряжение в образце σo выражают через напряжения лабораторной сборки σлс и накладки σп, при условии равенства деформации, по формуле σо=3·σлс-2·σп. Технический результат: возможность выполнения принципа Сен-Венана и, соответственно, создание однородного напряженного состояния в рабочей части образца из хрупкого материала; создание одноосного растяжения в рабочей части образца из исследуемого материала, исключение изгиба; получение большего количества точек измерения усилия на одинаковой базе деформации. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области ветеринарии, в частности к способу отбора биологического материала для диагностики лептоспироза у диких животных. Способ включает сбор мочи после естественного мочеиспускания животного в стерильную емкость. При этом пробы замороженной мочи отбирают вместе со снегом в зимний период при температуре наружного воздуха минус 10-50°C. Использование предлагаемого способа позволяет расширить круг исследуемых животных на носительство патогенных лептоспир, обеспечить наиболее длительное хранение отобранного биологического материала - мочи, а так же повысить точность определения очага лептоспироза.

Изобретение относится к способу идентификации живых и мертвых организмов мезозоопланктона в морских пробах, который включает отбор пробы, крашение организмов соответствующими красителями, визуальную оценку интенсивности окраски особей под микроскопом, которую выполняют одновременно с микрофотосъемкой организмов, используя настройки фотокамеры в ручном режиме, сохраняя эти настройки неизменными на протяжении фотосъемки по крайней мере одной пробы, после чего в полученных изображениях, применяя редактор растровой графики, например программный пакет Adobe Photoshop, измеряют средние для каждой особи цветовые и яркостные характеристики и относят особи к классу живых или мертвых, осуществляя дискриминантный анализ измеренных цифровых величин.

Изобретение относится к измерению общего содержания газа в нетрадиционных коллекторских породах, таких как нетрадиционные газоносные пласты-коллекторы, которые могут встречаться в осадочных породах, вулканических или метаморфических породах. Техническим результатом является повышение надежности и точности способа и устройства для измерения Общего содержания газа в нетрадиционной коллекторской породе. Способ включает этапы бурения скважины в интервале измерения в пласте-коллекторе для образования объема бурового раствора в кольцевом пространстве, который содержит обломки выбуренной породы и газ. При этом объем кольцевого пространства имеет передний край и задний край, отведение переднего края объема кольцевого пространства таким образом, чтобы происходило улавливание всего объема кольцевого пространства в дегазационной системе для хранения без подвергания его воздействию атмосферы, прерывания отвода объема кольцевого пространства после улавливания переднего края объема кольцевого пространства в дегазационной системе для хранения с целью определении количества газа в расчете на кольцевой объем; а также расчета in-situ Общего объема газа в пласте-коллекторе с учетом газа и обломов выбуренной породы в расчете на обломки выбуренной породы и газ, содержащиеся в объеме кольцевого пространства. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к приготовлению препаратов прикрепляющихся или неприкрепляющихся клеток и/или частиц, содержащихся в жидкости. Ячейка (10) для приготовления указанных препаратов содержит накопительную камеру (20) для хранения жидкости в накопительной камере в подвешенном состоянии против силы тяжести, действующей на жидкость, только за счет сил сцепления и/или поверхностного натяжения. Накопительная камера выполнена с возможностью хранения жидкости, содержащей клетки и/или частицы, и выпуска сохраняемой жидкости, содержащей упомянутые клетки и/или частицы, через выпускное отверстие (22) при приложении заданной внешней силы, в частности центробежной силы. Ячейка содержит канал (30), расположенный смежно с выпускным отверстием (22) накопительной камеры (20), причем выпускное отверстие (22) накопительной камеры (20) ведет в упомянутый канал. Канал (30) имеет сечение, большее, чем сечение выпускного отверстия (22), и при этом стенка при переходе из выпускного отверстия (22) в канал (30) образует край (32). Также ячейка включает предметный участок (50) для приема выпущенной жидкости, содержащей упомянутые клетки и/или частицы, и поглощающее средство (40), расположенное смежно с предметным участком (50) между каналом (30) и предметным участком (50). Поглощающее средство (40) имеет отверстие (42), позволяющее жидкости, содержащей упомянутые клетки и/или частицы, перемещаться через отверстие (42) на предметный участок (50), а также дополнительно удаляет жидкость из жидкости, содержащей упомянутые клетки и/или частицы, на предметном участке (50) таким образом, чтобы оставить упомянутые клетки и/или частицы на предметном участке (50) для исследования. Достигаемый при этом технический результат заключается в осуществлении более высокоэффективного, надежного и высококачественного приготовления препаратов клеток и/или частиц, содержащихся в жидкости. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к лабораторной испытательной технике, а именно к устройству для формирования и испытания образца тонких покрытий в нагрузочных устройствах, например, для испытания тонких керамических теплозащитных покрытий на механическую прочность растяжением. Устройство представляет собой предназначенный для размещения в нагрузочном устройстве разъемный узел, содержащий две цилиндрические и кольцевую детали, внешняя поверхность которых предназначена для нанесения, по меньшей мере, одного слоя тонкого покрытия и формирования образца. Одна из цилиндрических деталей имеет по оси цилиндрическую полость, а другая ответный цилиндрический выступ, размещаемый через отверстие кольца в полости и соединяющий детали. Внешняя поверхность цилиндрических деталей имеет адгезию, а поверхность кольца - без адгезии с наносимыми на них покрытиями, и служат, соответственно, для формирования образца в виде соединительного слоя и/или безадгезионного тонкого покрытия. Технический результат: повышение достоверности исследования прочностных свойств тонких покрытий путем формирования безадгезионного продольного поверхностного образца на разъемном узле, пригодном для нагружения продольным и температурным нагружениями. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Раскрыты раствор для предварительной обработки для иммуногистохимического окрашивания, который элюирует содержащую парафин заливочную среду с предметного стекла с образцом ткани, залитым в среду, и извлекает антигенность образца ткани, и который можно использовать три или более раз, и концентрат раствора для предварительной обработки для иммуногистохимического окрашивания, который обеспечивает возможность легкого получения раствора для предварительной обработки. Раствор для предварительной обработки для иммуногистохимического окрашивания содержит извлекающий антигены агент, определенные неионные поверхностно-активные вещества в заданном диапазоне и циклодекстрин или его производное в определенном количестве, причем остальную часть составляет не менее чем 80% воды. Содержание извлекающего антигены агента таково, что pH раствора для предварительной обработки находится в заданном диапазоне, и содержание циклодекстрина или его производного представляет собой заданное количество. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 табл., 11 пр.

Изобретение относится к медицинским токсикологическим исследованиям, в частности к санитарной токсикологии, и может быть использовано для количественного определения пентахлорфенола в крови. Для осуществления предлагаемого способа количественного определения пентахлорфенола в крови методом газохроматографического анализа производят отбор пробы крови, подкисляют ее до pH 2-3 водным раствором щавелевой кислоты, проводят экстракцию толуолом в течение 5 мин, полученный экстракт центрифугируют в течение 60 мин при 7000 об/мин, далее к полученному экстракту добавляют сульфат натрия для удаления воды и проводят ацетилирование в течение 3 часов введением трифторуксусного ангидрида при непрерывном перемешивании в среде пиридина. Пробу крови, толуол, трифторуксусный ангидрид и пиридин берут в объемном соотношении 5:2,5:0,2:0,1 соответственно. Способ обеспечивает упрощение стадии пробоподготовки при одновременном повышении чувствительности определения пентахлорфенола. 2 з.п. ф-лы, 4 табл., 1 пр.
Наверх