Устройство для определения внутренних напряжений в полимерных образцах

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК4. 5 011/26 ЗОБРЕТ ОПИС ЕЛЬСТ НИ т то м едетертамирычаг,аэмерах,ноенГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ(72) В.В.Арестова и В.Г.Сотников (71) Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и орде, на Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.И.Кирова (53) 531,781(088.8)(56) 1. Лайус Л.А.; Кувшинский Е.В. Изотермический нагрев, как метод изучения ориентированных аморфных поли- меров. - "Высокомолекулярные соединения", т. ЪЧА, 1964, У 1, с. 52-57.2. Петров Е,Н. и др, Универсальная автоматизированная установка для. комплексного изучения физико-механических свойств полимерных материалов. Лъ, 3 ЩНТП, 1980, с. 4-6 (прототип). ЯО 1167455(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОЛИМЕРНЫОБРАЗЦАХ, содержащее два захватаодин из которых соединен с регисрирующим прибором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с.целью повшения точности измерения путем аматического учета температурныхнений размера образца, в него ввны компенсатор, выполненный из мтериала образца, первая и втораямокамеры с независимыми источникпитания нагревателейдвуплечийс одним иэ плеч которого соедине. второй захват, причем компенсатосоединен с другим плечом рычага,при этом образец и коитенсатор рщены в первой и второй термокамеа отношение плеч рычага равно отшению длиНы образца к длине компсатора.Изобретение относится к изучениюсвойств материалов в условиях различных температурных режимов,Известно устройство для исследования твердых полимеров, состоящее изтермокамеры, в которой находитсяобразец в захватах, один из захватовнеподвижно закреплен, а второй -жестко связан с динамометром, регистрирующим имеющиеся внутренние напря Ожения в образце при нагреве 1 3.Недостатком этого устройства является то, что при его использованиивыявляются внутренние напряжения,обусловленные той частью остаточной 15деформдции, на которую она превышалаудлинение за. счет нагрева (температурные усадки и напряжения). К мень,шим напряжениям устройство не чувствительно. 20Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является установка,состоящая из термокамеры, в которойрасположен образец в захватах. Верхний захват соединен с ходовымвинтом механизма деформаций, а нижний - через тарированную пружинускреплен с нагружающим винтом механизма нагружения и штоком, шарнирносвязанным с двуплечим контактным рычагом, с помощью которого осуществ-ляется набор усилий на пружине и передача заданного усилия на образец 21.35Однако с помощью известного устройства нельзя задать температурныеперепады и фиксировать возникающиепри этом механические напряжения,обусловленные наиболее опасными деформациями растяжения, возникающимиэа счет неодинаковых коэффициентовлинейного расширения соседних участков в изделиях, так как все измерения проводят в одной термокамереи на одном образце. Кроме того,данная установка имеет недостаточную точность.Цель изобретения - повьппение точности измерения путем учета температурных изменений размера полимерно го образца.Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения внутренних напряжений в полимерных образцах, содержащее два захвата, 55 один из которых соединен с регистрирующим прибором, введены компенсатор, выполненный из материала образ ца, первая и вторая термокамеры с независимыми источниками питанияЬ нагревателей, двуплечий рычаг, с одним из плеч которого соединен второй захват, причем компенсатор сое.", динен с другим плечом рычага, при этом образец и компенсатор размещены в первой и второй термокамерах, а отношение плеч рычага равно отношению длины образца к длине компенсатора.На чертеже изображено устройство.Устройство состоит из двух термокамер 1 и 2,причем в термокамере 1 расположен образец 3 с захватами 4 и 5, а в термокамере 2 находится компенсатор 6, выполненный из того же материала, что и образец 3. Захват 4 шарнирно связан с одним концом. двуплечего рычага 7, установленного на опоре 8, делящей двуплечий рычаг на плечи Е и Ь,. На другом конце двуплечего рычага 7 имеется упор 9, опирающийся на компенсатор 6. Между компенсатором 6 и упором 9 для распределения давления упора по всей поверхности компенсатора 6 расположена жесткая металлическая пластина 10. Захват 5 жестко связан с ходовым винтом 11 механизма 12 деформаций и регистрирующим прибором 13, выполненным в виде весов рычажного типа.С целью уменьшения удельного давления на контрольный компенсатор 6 площадь его верхней поверхности под пластиной 10 превышает в двадцать раз площадь поперечного сечения образца 3. Нагреватели 14 и 15 термокамер 1 и 2 имеют каждый свой источник 16 и 17 питания.Устройство работает следующим образом.При определении внутренних напряжений в полимерном образце 3 его помещают в термокамеру 1. При этом фиксируют положение верхнего захвата 5 с помощью ходового винта 11 механизма 12 деформаций, например талреп.Перед началом исследований в компенсаторе 6 путем его отжига обеспечены нулевые деформации и внутренние напряжения. В процессе эксперимента температуру в обеих термокамерах 1 и 2 повышают с постоянной скоростью .и доводят до рабочей. При нагреве компенсатор 6 из того же полимера,Составитель В.ГодзиковскийРедактор Е,Копча Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.Пилипенко Тираж 897И Государстделам изобосква, Жз 4425 40 Подписноенного комитета ССтений и открытийРаушская наб., д НИИП4 113035,Проектная, 4 илиал ППП "Патент", г. Ужго 3 11 что и образец 3, расширяется и перемещает упор 9 двуплечего рычага 7 вверх, второй конец двуплечего рычага 7, шарнирно связанный с захватом 4, опускается, За счет выполненного соотношения - - - - величина пере 2 2мещения второго конца двуплечего рычага 7 равна относительному удлинению размера образца при нагреве. При определении имеющихся внутренних напряжений в образце 3 температура в термокамерах 1 и 2 доводится с постоянной скоростью до одинаковой величины. В данном случае существует разница в температурных расширениях компенсатора 6 и испытуемого образ ца 3, в результате чего захват 5 стре мится выйти из исходного положения. 67455 4Лля поддержания захвата 5 в исходномположении, зафиксированном с помощьюходового винта 11 механизма 12 деформаций, требуется усилие, равноеимеющимся внутренним напряжениям,которое фиксируется прибором 13.Если величина имеющихся внутрен. них напряжений в образце 3 равнанулю, то относительное удлинение компенсатора 6 равно относительномуудлинению образца 3, и захват 5 находится в исходном положении. Регистрирующий прибор 13 показывает нуль.Таким образом, учет температурныхизменений размера образца, имеющеговнутренние напряжения, вследствиевведения в устройство компенсатора6 обеспечивает повышение точностирезультатов исследований.