Способ измерения термических напряжений в композиционном материале

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистич вских

Респубаик (()) 567962 (6!) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кл.

С;. 01 L 1/10 (22) Заявлено 06,02,76 (21) 2320807/28 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано05,08 7 7 Бюллютень №29 (45) Дата опубликования описания 22,09,77

Гоаударствеииый комитет

Совета Миииотров СССР во делам изобретений и открытий (53) УЙК 531.781.2 (088.8) А. П. Артамонов и P. P. Хакимзянов (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт технологии насосного машиностроения. (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

В КОМПОЗИЦИОННОМ МАТЕРИАЛЕ

Изобретение относится к области исследования прочностных характеристик композиционных материалов, а именно - к исследованию напряжений в материалах с однонаправленными армируюшими волокнами. 5

Известен способ измерения термических напряжений в модели композиционного материала (стержень в оболочке), заключаюшийся в постепенном послойном растачивании стержня (волокна) т измерении деформа- tO ций по тензодатчикам, установленным на внешней поверхности оболочки и определении по деформациям остаточных напряжений по известным формулам. Такой способ не применим для реальных композитов с 15 большим содержанием армпруюшей компоненты и не обеспечивает требуемой точности измерений, Наиболее близким к изобретению по технической сушности является способ измере- 20 ния термических напряжений в композиционном материале, включаюшем однонаправленные армирующие волокна и матрицу, заключаюшийся в том, что образец материала за.крепляют в захватах, находяшихся на фнксн-?5 рованном расстоянии один от другого, стравливают материал MGTpHIlbl образца, возбуждают колебания армируюших волокон образца на собственных частотах и по этим частотам судят о напряжениях в материале.

Однако применение этого метода для определения термических (сжимаюших) напряжений в волокнах большинства реальных композитов затруднено и не обеспечивает требуемой точности, так как в этом случае после стравливания матрицы волокна под действием осевых напряжений сжатия провисают.

Цель изобретения - повышение точности измерений, Это достигается тем, что после стравливания материала матрицы растягивают образец до появления напряжений растяжения во всех волокнах, измеряют перемещение захватов образца и рассчитв ванл термические напряжения с учетом измеренного значения перемешения.

Изобретение поясняется чертежом, Образец 1 из композиционного материала, включаюшего о днонаиравленные армируюшие

56 7962

3 волокна 2 и матрицу 3, закрепляют в зах ватах 4, находяшнхся на фиксированном расстоянии друг от друга. Затем стравливают материал матрицы образца» После чего рас тягивают образец до появления напряжений растяженйя во всех волокнах 2, измеряют перемещение захватов 4 образца с помошыа индикатора 5, возбуждают колебания арми

25,2, 539-564 3,4-3,7 21,8-21,5

Верхний

20,5

Нижний

13-25

536%44 3,4-3,5 21, 8-21,7

Как вищко из таблицы получены значения термических напряжений в каждом hoлокне композита. Точность определения тер; мических напряженин, по предлагаемому

: способу зависит, главным образом, от точ, ности измерения и 05 {в данном случае11мк))

Суммарная погрешность измерений не превышает i%%, в то время как по.сушествую щему методу - значительно выше. 40

Использование предлагаемого способа позволяет определять ноля распределения термических напряжений по сечению образ» ца (иэделия) и более тоМно определжь тер» мические напряжения, так как дает возмож . ность находить не.средние цо сечению об резца осевые термические напряжения, а в каждом волокне (арматуре), что значительно упрошает процесс определения термичесюй напряжений. 60

4 руюших волокон 2 образца на собственных частотах и по этим частотам судят о напря женнях в материале, с учетом измеренного значения перемещения.

Пример определения термических напряжений в композите медь-вольфрам {V

20 об.7) приведен в таблице.

Формула изобретения

Способ измерения термических напряжений в композиционном материале, включающем однонаправленные армируюшие волокна и матрицу, эаключаюшийся в том, что ображщ материала закрепляют в захватах, находяшил ся на фиксированном расстоянии один от дру гого;, стравливают материал матрицы образ ца, возбуждают колебания армируюших волокон образца на собственных частотах и по этим частотам судят о напряжениях в материале, о т л и ч а ю ш и Й с.я тем, что, с целью повышения точности измерений, по сле стравливания материала матрицы растягом вают образец до появления напряжений рас тяжения во всех волокнах, измеряют перемещение захватов образца и рассчитывают термические напряжения с учетом измерен ного значения перемещения.

567962

Составитель Н. Тимошенко

Редактор Г. Кузьмина Техред 3. Фанта Корректор А. Кравченко

Заказ 2728/30 Тираж 1101 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам нзобретеннй и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4