Способ измерения напряжений в полимерных материалах

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬС ВУ Ссиоэ СоветскихСоциалистическихРвсиубиии ц 91,8782(1)И. Кл. а 01 В 7/16 с иРисоелииеиией звввйи М,1 ВкудврвтвеныВ вветет еаар вв лвяаи зввретевиФ и втхрытвй(088,8) Дата оиублииоваиия оиисании 07. Отт, 62(72) Авторы изобретения А.Н.Гузь, Г.Г.Иарголин и А,Л,Богайчук Институт механики АН Украинской ССР(71) Заявитель ЬЙ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ 8 ПОЛИМЕРНЫХМАТЕРИАЛАХ Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам измерения напряжений в полимерных материалах.Известен способ измерения напряжений в полимерных материалах, за- ф ключающийся 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 точЮ 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,ф 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, как82 4пряжений могут быть использованы два генератора 1 рабочий и опорный, работающие на достаточно высоких частотах (порядка нескольких мега-"герц), Генераторы настраиваются таким образом, чтобы частота биений междунимиразностная частота оказаласькак можно ниже, ионе воала в полосувзаимного 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 рабочегогенератора. Располагая данными измерений измерительной схемы и геометрией конденсатора рабочего генера"тора, нетрудно вычислить величину изменения диэлектрической проницаемости исследуемого образца в нем,3 9187 это рекомендуют при обычных определе , ниях диэлектрических свойств, В этом случае невозможно будет учесть деформации обкладок при нагружении полимерных образцов.5К образцу с двух сторон под действием пружинок прижимают металлические пластины, которые служат обкладками конденсатора-датчика. Сила прижатия пластин не должна превосхо- твдить 5-1 О Н. Такое усилие обеспвчива ет,плотное прилегание пластин к образцу и в то же время возникающая при деформировании образца сила трения оказывается незначительной, и в 15 расчетах ею можно будет пренебречь.Две,жесткие металлическиеластины 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 растягивающей силы, а е трех случаях верина металлических обкладок должна быть меньае аирины образца на 25 величину равную нескольким толщинам образца, чтобы ослабить влияние краевого эффекта в электростатическом поле конденсатора. Затем измеряют емкость конденсатора, образо В ванного металлическими обкладками, между которыми заключен исследуемый образец иэ полимерного материала.Для этого конденсатор вводят в колебательный контур генератора.35 Берут второй генератор, идентичный первому, и с помощью калиброванного переменного конденсатора по нулевым биениям настраивают колебательный контур второго генератора на частоту первого генератора. Отсчет измеряемой емкости производят по лимбу калиброванного переменного конденсатора.Затеи по измеренной емкости и из вестной геометрии конденсатора вычисляют диэлектрическую проницаемость исследуемого образца из полимерного материала, по которой судят о механических напряжениях в нем. 56Для повыаения точности и чувствительности измерения механических наформула изобретения Способ измерения напряжений в полимерных материалах, заключающийся в том, что измеряют емкость конденсатора, связанного с исследуемым материалом, о т л и ч а ю щ и й с я 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 экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 462 Обй, кл, С О 1 В У/16, 1973 (прототип).