Способ определения физико-механических характеристик слоистых анизотропных материалов

(51) 4 СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ЕНИЯ САНИЕ Б ЕТЕЛЬСТВУ СНО А Г КОТЪХ(21) 42 (22) 12 (46) 07 (72) Я. и В.А.Л (53) 62 (56) Ла кости и ЗикатнеМето несущей позитов с,165-1 3317/25-2805.8712.88.Бюл. У 45.Дряпочко, М.Д;Дубина 801442904 А 1 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИ МЕХАИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛОИСИЗОТРОПНЪХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к определению физико-механических характеристик материалов с помощью акустических измерений. Целью изобретения является повьпцение достоверности определения физико-механических характеристик за счет учета толщины моно- слоев. В исследуемом материале измеряют скорость распространения ультразвуковых колебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости слоев и определяют их среднее арифметическое.- Измеряют также толщину монослоя материала. Физико-механическую характеристику материала, например объемную долю связующего, определяют с помощью С линейной регрессионной зависимости по измеренным значениям средней скорости и толщины монослоя.ЭаайИзобретение относится к области определения физико-механических характеристик материалов с помощью акустических измерений и может быть использовано при определении физико- механических характеристик слоистых аниэотропных материалов, например, при определении объемной доли наполнителя углепластика. 10Цель изобретения - повышение достоверности определения физико-механических характеристик за счет исполь- . зования регрессионной связи с более высоким коэффициентом корреляции. 15Способ определения физико-механических характеристик слоистых аниэотропных материалов заключается в следующем.Излучают в материал импульсы ульт раэвуковых (УЗ) колебаний, принимают прошедшие через материал колебания и измеряют скорость С и С распространения УЗ-колебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости 25 слоев. Определяют среднее арифметическое зйачение С измеренных скоростей С= С,/2 + С /2. Измеряют толщину Ь Ь монослоя исследуемого материала и определяют физико-механи ческую характеристику К; например, объемную долю волокна, объемную долю связующего, пористость и т.п., по заранее выявленной линейной регрессионной зависимости 35К=а +а,.ЬЬ+аС где ао.а и а - свободный член икоэффициенты ли 40нейной регрессион-,ной зависимости.Способ реализуется следующим образом,При контроле слоистого анизотропного материала, например /6-слойногоуглепластика, изготовленного методомпрямого прессования из предварительно пропитанных связующим листов углеродной ленты, на поверхности листового углепластика устанавливаютсяУЗ-преобразователи на частоту 60 кГц,С помощью УЗ-прибора УКП измеряется скорость распространения УЗ-колебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости листа и определяется среднее арифметическое значениеС измеренных скоростей. С помощьюиндикатора часового типа с ценой деления 0,01 мм измеряется толщина 6 Ь монослоя углепластика. Физико-механическая характеристика, например объемная доля наполнителя Ч, определяется из выражения7 = 14,79, - 0,34 ЬЬ + 1,451 О С,где ЬЬ - измеренная толщина монослоя, мкм;С. - среднее арифметическоеОизмеренных скоростей, м/с;Ч - объемная доля волокна,об.7Регрессионная зависимость ЧХ(ДЬ,С) получена на образцах, изготовленных при варьировании удельного давления прессования от 0,2 до 3,0 МПа. С увеличением удельного давления материал имеет более плотную, однородную и упорядоченную "- структуру, Большая часть связующего отжимается, и материал имеет тенденцию к увеличению объемной доли наполнителя, В образцах средняя скорость С изменяется в интервале значений 6730 - 7290 м/с, а толщина монослоя - в пределах 94-73 мкм, В полученной зависимости коэффициент множественной корреляции составляет г = 0,943, а критерий надежности Р = 55,3, что значительно выше его табличного значепия - 4,74.Формула изобретенияСпособ определения физико-механических характеристик слоистых анизотропных материалов, заключающийся в том, что излучают в материал импульсы ультразвуковых колебаний, принимают прошедшие через материал колебания, измеряют скорость распространения ультразвуковых колебаний и геометрические параметры материала и с помощью измеренных параметров оп - ределяют физико-механические характеристики материала, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности, скорость распространения ультразвуковых колебаний измеряют в двух направлениях анизотропии в плоскости слоев, определяют среднее арифметическое значение измеренных скоростей, в качестве измеряемых геометрических параметров материала выбирают толщину монослоя, а Физико-механические характеристики определяют с учетом линейной регрессионной зависимости по средней скорости и толщине монослоя.