Динамический адгезиометр

(19) И 1) 81 а) 4 6 01 1 х 1 3 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ у га ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Тамуж В. П., Куксенко В. С. Микро- механика разрушения полимерных материалов, - Рига: Зинатне, 1978, с. 240 в 2Авторское свидетельство СССР1128145, кл. б 01 1 Х 1 3/30, 1983.(54) ДИНАМИЧЕСКИЙ АДГЕЗИОМЕТР (57) Изобретение относится к исследованию прочностных свойств композиционных материалов и может быть использовано для определения динамических межфазных параметров адгезии микроволокон к полимерной матрице. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет изменения длительности и формы испытательной нагрузки и повышение точности испытаний. Регулировка длительности и формы испытательной нагрузки обеспечивается установкой в жидкостном волноводе 6, сообщающем источник импульсного давления с полостью силового цилиндра 14, подпружиненной в направлении распространения ударной волны сменной регулировочной втулки 7 с осевым диффузорным отверстием 8. В адгезиометре неподвижный захват образца содержит опорную втулку 15, шарнирно установленную в ней захватную втулку 16 и размещенный между ними эластичный элемент 17. Такая конструкция захвата устраняет несоосность компонентов образца - волокна 12 и блока 25 смолы - и уменьшает колебания захватной втулки 16 во время нагружения образца. Высокая точность измерения нагрузки, действующей на образец, достигается благодаря выполнению силоизмерительного устройства в виде двухнаборов последовательно соединенных пьезоэлементов 18 и 19. Связь силоизмерительного устройства с опорной втулкой 15 осуществляется посредством Т-образной детали Ъ 20, боковые плечи которой оперты на пьезоэлементы 18 и 19. 3 ил.Изобретение относится к исследованию прочностных свойств композиционных материалов, в частности к устройствам для определения динамических межфазных параметров адгезии микроволокон и их пучковых систем к полимерной матрице.Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей за счет изменения длительности и формы испытательной нагрузки и повышения точности испытаний.На фиг. 1 изображен предлагаемый динамический адгезиометр; на фиг. 2 -- различные формы испытательной нагрузки Р(1), получаемые при использовании различных диффузоров; на фиг. 3 - варианты изменения формы испытательной нагрузки.Адгезиометр содержит основание 1, электрогидравлический источник импульсного давления, включающий закрытую крышкой 2 камеру 3 с установленными в них электродами 4, связанный с камерой 3 переходником 5 трубчатый жидкостной волновод, 6, в котором установлена сменная втулка 7 с осевым диффузорным отверстием 8, подпружиненная пружиной 9, преобразователь 10 направления действия ударной волны, подвижный захват 11 для закрепления волокна 12 испытуемого образца, связанный с поршнем 13 силового цилиндра 14, неподвижный захват, выполненный в виде опорной втулки 15, шарнирно установленной в ней захватной втулки 16 и размещенного между ними профилированного эластичного элемента 17, и силоизмерительное устройство, выполненное в виде двух наборов последовательно соединенных пьезоэлементов 18 и 19, связанных с опорной втулкой 15 посредством Т-образной детали 20, боковые плечи которых оперты на пьезоэлементы 18 и 19. Деталь 20 накидной гайкой 21 навинчена на опорную втулку 15. Пьезоэлементы установлены между стальными шлифовальными дисками 22 и поднимаются винтами 23, установленными в кронштейне 24, связанном с основанием 1. Образец испытуемого композиционного материала состоит из волокна 12 и блока 25 смолы, размещенного в захватной втулке 16. Последняя поджимается к опорной втулке 15 накидной гайкой 21 через прокладку 26. Подвижный захват 11 устанавливается с помощью направляющей втулки 27, которая крепится к преобразователю 10 крышкой 28. Уплотняется захват 11 фторопластовой прокладкой 29 и гайкой 30.Адгезиометр работает слеудющим образом.Электрический разряд между электродами 4 вызывает в жидкости, заполняющей камеру 3, мощный импульс гидравлического давления, который, волнообразно распространяясь по внутреннему каналу переходника 5, импульсно разгоняет регулировочную втулку 7, воздействующую в свою очередь на рабочую жидкость, заполняющую волновод 6, Далее давление жидкости через каналы в преобразователе 10 направления ударной волны импульсно воздействует на поршень 13, производя тем самым нагружение образца. По окончании испытания пружина 9 возвращает регулировочную втулку 7 в исходное положение, подготавливая ее к следук)щему испытанию. Усилие динамического воздействия на образец регистрируется в виде суммарного электро- потенциала, снимаемого с плюсовых обкладок четырех пьезоэлементов 18 и 19 и подаваемого на вход запоминающего электронного осциллографа (не показан).Адгезиометр позволяет возбуждать в образце нагружающие импульсы различной формы за счет варьирования фронта волны нарастания импульсного давления (фиг. 2).Достигается это формированием волнывоздействия на поршень 3 в волноводе 6 с 20 помощью изменения параметров регулировочной втулки 7. Линейное или близкое к линейному возрастание фронта волны имимпульса давления возникает при максимальном поперечном сечении диффузорного отверстия 8. Сужение диффузорного отверстия 8 и приведение его конфигурации к показанной на фиг.дает отклонение переднего фронта ударной нагрузки от линейности, что видно на фиг. 2. Требуемое отклонение от линейности обеспечивается соответствующим выбором массы и габаритов регулировочной втулки 7, а также параметрами диффузорного отверстия 8. Эти же факторы позволяют регулировать длительность действия ударного импульса на образец. На фиг. 3 показаны реализуемые варианты импульсов динамических усилий Р.Длительность импульсов может меняться от 250 - -300 мкс (кривая 1 фиг. 3) до 1 мс и более (кривая 111). В последнем случае форма импульса позволяет проводить испытания на двух этапах. На первом нз них 40 определяется напряжение У межфазовогосдвигового адгезионного разрушения, а на втором этапе - сдвиговые напряжения 2; фрикционного взаимодействия компонент композиционного материала. Конструкция известных адгезиометров нс позволяет определять оба эти параметра (2 и ) при однократном нагружении из-за малой реализуемой длительности нагружения.Регулировочная втулка 7, кроме того,при формировании импульса нагрузки выполняет роль демпфера колебательных процессов, возникающих в жидкостном волноводе.Это повышает точность проведения испытаний. Точность испытаний повышается также за счет подавления элементом 17 колебаний образца, которые обусловлены определенной плоскостью блока 25 смолы и волокна 12 образца.Профиль элемента 17 в сечении имеетвид полукруга. При установке образца не1295281 Формула изобретения Составитель В. ФТехред И. ВересТираж 777ого комитета СССР по десква, Ж - 35, Раушскаафическое предприятие,иногенов Корректор Т. Колб Подписное лам изобретений и открытш я наб., д. 4,5 г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор Е. ПаппЗаказ 556/49НИИГ 1 И Государствен113035,МПроизводственно-полиг соосность выбирается за счет шарнирного смещения захватной втулки 16. В новом смещенном положении втулка 16 фиксируется профилированным эластичным элементом 17, который во время нагружения образца демпфирует возникающие колебания втулки. Попарная установка пьезоэлементов 18 и 19 позволяет повысить уровень регистрируемого сигнала, что снижает влияние помех и повышает точность результатов испытаний. Динамический адгезиометр, содержащий основание, электрогидравлический источник импульсного давления, подключенный к нему жидкостной волновод, преобразователь направления действия ударной волны, сообщенный с другим концом волновода, два захвата испытуемого образца, связанный с подвижным захватом поршень силового цилиндра, подключенного к преобразователю направления действия ударной волны, и связанное с неподвижным захватом и основанием силоизмерительное устройство, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей за счет изменения длительности и формы испытательной нагрузки и повышения точности испытаний, он снабжен установленной в жид- О костном волноводе подпружиненной в направлении распространения ударной волны сменной втулкой с осевым диффузорным отверстием, неподвижный захват выполнен в виде опорной втулки, шарнирно установленной в ней захватной втулки и размещенного между ними эластичного элемента, силоизмерительное устройство выполнено в виде двух наборов последовательно соединенных пьезоэлементов и связано с опорной втулкой посредством Т-образной де О тали, боковые плечи которой оперты на пьезоэлементы.