Способ определения физико-механических характеристик ортотропных материалов

ихСКИХ СОЮЗ СОСОЦИАЛИСРЕСПУБЛ А 9) Б 01 И 3/32 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) 3872119/25-2822) 29.12.8446) 15.01.88, Бюл, В 2 ния ответтоте полу зн ото ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетЕний и ОткРытии 2(56) Авторское свидетельство СССР 9 697874, кл. С 01 Н 3/32, 1979,Авторское свиедетельство СССР 9 1151078, кл. С 01 М 3/32, 1983. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОРТОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к исследованию физико-механических характеристик ортотропных материалов, например композиционных материалов на основе полимерной матрицы и армирующего волокна. Изобретение позволяет повысить информативность за счет определения модулеи упругости в осевом и окружном направлениях, модуля сдви га и коэффициента Пуассона при одном испытании, получить более достоверные результаты и снизить трудоемкост испытаний, Способ основан на возбуждении оболочечной конструкции на резонансных частотах и регистрации резонансных частот и соответствующих исла и волн в окружном направлении и числа ш полуволн в осевоправлении. Для расчета искомыхрактеристик используют 3 значерезонансных частот, при которыхии , где и - число волн, сствуйщее низшей резонансной чаа , и ш; = ш где ш - числоволн, соответствующее М и одчение резонансной частоты, приромпп 0 иш ш,ан астота, при ко истик орт- шсдвига получают п проведении ного объек Значение модутношения Изобретение относится к исследованию физико-механических характеристик материалов и может быть исполь-зовано, например, для исследования, композиционных материалов на основе полимерной матрицы и армирующего волокна, в частности стекло-, боро- и углепластиков.Цель изобретения - повышение ин формативности за счет определения модулей упругости в осевом и окружном направлениях, модуля сдвига и коэффициента Пуассона при одном испытании, получение более достоверных ре г зультатов и снижение трудоемкости.Предлагаемый- способ основан на возбуждении гармонических колебаний оболочечной конструкции из исследуемого материала на резонансных часто О тах и регистрации резонансных частот. При возбуждении колебаний оболочечной конструкции на резонансной частоте регистрируют соответствующие этой частоте число и волн в окружном 25 направлении и число ш полуволн в осевом направлении. Используя зарегистрированные значения чисел и и ш, выделяют три значения резонансных частот ы; , при которых п;и где п - число волн, соответствующее низшей резонансной частоте а ; ш; = ш где ш, - число полуволн, соответствующее Ы а также одно значение резонансной частоты, при котором и, ( иЗБ и ш = ш,. Модули упругости Е, и Е в осевом и окружном направлениях соответственно, а также значение комплекса,вклю О чающего коэффициент Пуассона М и модуль сдвига С определяют по зависимостям между резонансными часг 2тотами Ю; (1 = 1,2,3) оболочечнойконструкции, при которых п;и иш = сопз, геометрическими параметрами конструкции и физико-механическими характеристиками материала конструкции, решая системы уравнений: аЕ,+а, Е +а (Е,1 +2 С,) = С,а, Е,+а,Е+аэ(Е,4+2 С, ) = С,а,Е,+а Е +а, (Е,) +2 С, ) = С,где о - массовая плотность материала;К,Ь,Ь - радиус, длина и толщинаконструкции;Й; - резонансная частота конструкции;и,- число волн в окружном направлении;ш, " число полуволн в осевом направлении, соответствующее-й резонансной частоте;п - число полуволн, соответствующее низшей резонанснойчастоте.Значение коэффициента Пуассона 1 вычисляют, используя полученные значения Е Е и В = Е, 0 + 2 С по формуле разом, изобретение обеспеделение комплекса характетропного материала приодного вида испытаний одИспользование в качестСоставитель В, Шехтер Техред М.Дидык Корректор М. Демчик Редактор А, Лежнина Заказ 6833/43 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 13669 ве объекта испытаний оболочечной. конструкции исключает необходимость вырезки обычно используемых для таких испытаний кольцевых образцов. Это5 позволяет уменьшить трудоемкость и получить более достоверные результаты, так как при вырезке образцов нарушается целостность армирующих волокон и, как следствие, изменяются характеристики материала. Формула изобретенияСпособ определения физико-механических характеристик ортотропных материалов,. по которому возбуждают гармонические колебания объекта из исследуемого материала на резонансных частотах и регистрируют резонансные частоты, по которым рассчитывают упругие постоянные материала, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 12 4повышения информативности эа счет оп- .ределения модулей упругости в осевоми окружном направлениях, модуля сдвига и коэффициента Пуассона при одномиспытании, получения более достоверных результатов и снижения трудоемкости, испытанию подвергают объект ввиде оболочечной конструкции, регистрируют соответствующие резонанснымчастотам число и волн в окружном направлении и число ш полуволн в осевом направлении, выделяют три значения резонансных частот Я;, при которых ии , где и - число волн,соответствующее низшей резонансной частоте а ; ш; = а , где ш, - число полуволн, соответствующее Я и однозначение резонансной частоты, прикотором и ( пои ш " шо, а искомыехарактеристики рассчитывают по выделенным резонансным частотам.