Способ измерения напряжений в полимерных материалах

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссиоэ Советсиих

Социалиетичесиих

Рвсиубиии

<и> 91,8782 (Ы ) Доиолиительиве «ввт. свид-ву (22) Заявлено 27. 03. 79(21) 2741214/2 -28 (5f)N. Кл.

6 01 B 7/16 с ВР№соелииеииюм зв№в«и М,1

ВкудврвтвеныВ «ви«тет еир

«в лвяаи «звбретеви« и втхрыт«й (23311риоритет

Оиубли«оване 07.04.82. бюллетень,% >3 (53) ЯК 531 717. (088,8) Дата оиубли«оввиия оаисании 07. Отт. 82 (72) Авторы изобретения

А.H.Ãóçü, Г.Г.Иарголин и А.Л.Богайчук

Институт механики АН Украинской ССР (713 Заявитель (Я) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ 8 ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения напряжений в полимерных материалах.

Известен способ измерения напряжений в полимерных материалах, заключающийся в том, что измеряют емкость конденсатора, одна из обкладок которого связана с поверхностью исследуемого материала, и по емкости судят о напряжениях (1 ).

Однако можно судить о напряжениях в материале лишь в том случае, когда деформируемый материал подчиняется закону Гука, а полимерные материалы при больших нагрузках не подчиняются .

И этому закону. Поэтому измерение механических напряжений известным способом производится с большими погрешностями.

Цель изобретения - повышение точ20 ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что определяют диэлектрическую . проницаемость исследуемого материала и по ней судят о механических напряжениях.

Способ осуществляется следующим образом.

Исследуемый образец из полимерного материала заключают между двумя металлическими обкладками, форма которых повторяет форму образца в месте, подлежащем исследованию.

Для этого на образец с помощью тончайшего слоя полимерного клея с двух сторон приклеивают листочки тонкой алюминиевой фольги толщиной

10-20 мкм. Иожно использовать конден саторную фольгу, обезжирив ее перед наклейкой. Эти листочки с образцом; составляют конденсатор-датчик. После наклеивания фольги ее тщательно при" катывают, а клей подвергают термополимеризации, как это обычно делают при наклеивании тензорезисторов. Не следует прикатывать фольгу вместо клея ваэелиновым маслом, как

82 4 пряжений могут быть использованы два генератора 1 рабочий и опорный, работающие на достаточно высоких частотах (порядка нескольких мега герц), Генераторы настраиваются таким образам, чтобы частота биений между ними (разностная частота оказалась как можно ниже, нане ваала в полосу взаимного захвата частот генераторов.

При этом в колебательный контур опорного генератора вводят конденсатор, между обкладками которого заключен контрольный образец из того же полимерного материала, что и исследуемый, но без начальных напряжений.

Такой контрольный образец может быть получен при проведении полимеризации в нестесненных условиях, т.е. без пресс-форм, оправок и т.п.

При механическом нагружении исследуемого образца изменяется его диэлектрическая проницаемость и .ем,кость конденсатора рабочего генератора. Вследствие этого происходит уход частоты биений генераторов.

Именно этот уход частоты и подлежит измерению и по нему определяют изменение емкости конденсатора рабочего генератора. Располагая данными измерений измерительной схемы и геометрией конденсатора рабочего генера" тора, нетрудно вычислить величину изменения диэлектрической проницаемости исследуемого образца в нем.

Формула изобретения

Заказ 2119/23 Тираж 614 Подписное

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

3 9187 это рекомендуют при обычных определе» . ниях диэлектрических свойств. В этом случае невозможно будет учесть деформации обкладок при нагружении полимерных образцов.

К образцу с двух сторон под действием пружинок прижимают металлические пластины, которые служат обкладками конденсатора-датчика. Сила прижатия пластин не должна превосхо- тв дить 5-10. H. Такое усилие обеспечивает .плотное прилегание пластин к образцу и в то же время возникающая при деформировании образца сила трения оказывается незначительной, и в расчетах ею можно будет пренебречь.

Две,жесткие металлические пластины вплотную подводятся к образцу с двух сторон (например, с помощью винта).. При этом необходимо, чтобы 26 плоскости пластин были параллельны .между собой и линией действия растягиеающей силы, à е трех случаях норина металлических обкладок должна быть меньае ширины образца на 25 величину„ равную нескольким толщинам образца, чтобы ослабить влияние краевого эффекта в электростатическом поле конденсатора. Затем измеряют емкость конденсатора, образо- 5В ванного металлическими обкладками, между которыми заключен исследуемый образец иэ полимерного материала.

Для этого конденсатор вводят в колебательный контур генератора.

Берут второй генератор, идентичный первому, и с помощью калиброванного переменного конденсатора по нулевым биениям настраивают колебательный контур второго генератора на частоту 4р первого генератора. Отсчет измеряемой емкости производят по лимбу калиброванного переменного конденсатора.

Затеи по измеренной емкости и из- 45 вестной геометрии конденсатора вычисляют диэлектрическую проницаемость исследуемого образца из полимерного материала, по которой судят о механических напряжениях в нем. 59

Для повыжения точности и чувствительности измерения механических наСпособ измерения напряжений в полимерных материалах,- заключающийся в том, wto измеряют емкость конденсатора, связанного с исследуемым материалом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, определяют диэлектрическую проницаемость исследуемого материала и по ней судят о механических напряжениях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 462064, кл, G 01 В 7/16, 1973 (прототип).