Способ определения физико-механических характеристик листовых анизотропных полимерных композиционных материалов

(5)5 0 01 М 29/00 И ОБ Ь Еэ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ 0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) 1. Механика композиционных материалов, 1987, М 5, с, 891-897.2. Авторское свидетельство СССР ч. 1442904, кл, О 01 М 29/00, 1987.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО- МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИСТОВЫХ АНИЗОТРОПНЫХ ПОЛИМЕРНЬХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относйтся к акустическим методам контроля, Целью изобретения является повышение достоверности определения физико-механическиххарактеристик Изобретение относится к акустическим методам контроля и может быть использовано при определении физико-механических характеристик листовых анизотропных полимерных композиционных материалов (ПМК). в частности прочностиили упругости углепластика.Известен способ определения фиэикомеханических характеристик электропро водных листовых анизотропных ПКМ, заключающийся в том, что устанавливают на поверхности материала цилиндрический вихретоковый преобразователь (ВТП), возбуждают ВТП в материале электромагнитные колебания, измеряют разность частот на входе и выходе ВТП. в процессе его взаимодействия с ПКМ и с помощью измеренной НЕФАМ ЕНИЯ: ямэлектропроводных полимерных композиционных материалов.(ПКМ) за счет использования при их определении параметров как акустических, так и электромагнитных колебаний. В ПКМ возбуждают вплоскости листа акустические колебания, принимают прошедшие через ПКМ колебания и измеряют скорости распространенияколебаний в двух направлениях анизотропии. Затем на поверхности ПКМ устанавливают цилиндрический вихретоковый преобразователь (ВТП) так, что его ось перпендикулярна плоскости листа, и возбуждают им в ПКМ электромагнитные колебания. В,процессе взаимодействия ВТП с ПКМ измеряют разность частот на входе и выходе ВТП. С помощью измеренных величин скорбстей и разностей частот по регрессионной зависимости определяют искомые физико-механические характеристики ПКМ, 1 ил. величины определяют физико-механические характеристики ПКМ ЯНедостатком известного способа является недостаточно высокая достоверность за счет использования результатов измерения параметров только электромагнитных колебаний.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения физико-механических характеристик листовых анизотропных ПКМ, заключающийся в том, что возбуждают в ПКМ в плоскости листа акустические колебания, принимают акустические колебания, распространяющиеся в двух направлениях анизотропии, измеряют скорости распространения колебаний и определяют1753397 частоту 60 кГц и с помощью прибора УКПМС измеряют скорости с 1 и сг распространения УЗ-колебаний в двух направленияханизотропии в плоскости листа. Затем на 5 поверхность листа устанавливают цилиндрический ВТП 2, на который с выхода опорного генератора 1 подаются электрические сигналы частотой 1 МГц. Исследуемый материал, воздействуя на ВТП 2, вызывает изме нение частоты входного высокостабильногогармонического сигнала так, что частота 1 выходного сигнала отличается от частотывходного сигнала. Дальнейшее преобразование сигнала сводится к выделению его 15 информативной части, которое осуществляется частотно-фазовым преобразователем 3, Особенностью преобразователя 3 является то, что в процессе преобразования промежуточные частоты формируются из 20 опорного сигнала частотой Г. Преобразованный измерительный сигнал каждый раз смешивается с соответственно преобразованным опорным сигналом, Сигнал с выхода преобразователя 3, имеющий частоту п 1 х 25 А+М (1 о), где в 1, М 1, поступает в блок4 обработки, в качестве которого используется, например, электронно-счетный частотомер. После всех преобразований информация считывается с электронного ча стотомера, работающего в режиме измерения периода в виде цифрового кода й.Физико-механическая характерика, например плотность р, определяется.из выражения35 40 45 где а,а 1,а 2 - экспериментальные коэффициенты уравнения.Способ определения физико-механических характеристик листовых анизотропных ПКМ реализуется следующим образом,При контроле слоистого анизотропного 5 материала, например углепластика, изготовленного методом прямого прессования из предварительно пропитанной связующим углеродной ленты, на поверхности листа устанавливают УЗ-преобразователи на 50 с помощью измеренных величин физико-механические характеристики ПКМ (2),Недостатком данного способа является также недостаточно высокая достоверность за счет использования результатов измерения параметров только акустических колебаний.Целью изобретения является повышение достоверности определения физико-механических характеристик электропроводных материалов за счет использования при определении физико-механическйх характеристик параметров как акустических, так и электромагнитных колебаний.На чертеже представлена обобщенная структурная схема блока измерений параметров электромагнитных колебаний,Блок измерений параметров электромагнитных колебаний содержит опорный генератор 1, соединенный с ним входом ВТП 2, соединенный с выходом ВТП 2 частотно-фазовый преобразователь 3 и соединейный с выходом последнего блок 4 обработки, Выход опорного генератора 1 также соединен с вторыми входами частотно-фазового преобразователя 3 и блока 4 обработки,Способ определения физико-механических характеристик листовых анизотропных ПКМ заключается в следующем,В материале возбуждают в плоскости листа акустические колебания и принимают акустические колебания, распространяющиеся в двух направлениях анизотропии. Измеряют скорости с 1 и сг распространения принятых колебаний и вычисляют их сумму. Также на поверхности материала устанавливают цилиндрический ВТП так, что его ось перпендикулярна плоскости листа, и возбуждают им в материале электромагнитные колебания, В процессе взаимодействия ВТП с ПКМ измеряют разность частот(1 о) на входе и выходе ВТП,Искомые физико-механйческие характеристики В определяют по регрессионной зависимости В= а+ а(с 1+ сг)+а (1 о-),р =.0,90+0,11(с +с 2)-0,008 М,где с 1,с 2-скорости распространения УЗ-колебаний в двух направлениях анизотропии в плоскости листа, км/с;М - измеренная разность частот электромагнитных колебаний на входе и выходе ВТП, Гц;р - . плотность углепластика, кгlм .Данная регрессионная зависимость имеет коэффициент множественной корреляции г=0,95 и критерий надежности Е=49 7,что значительно выше его табличного значения - 4,74,Формула изо брете н и я Способ определения физико-механических характеристик листовых анизотропных полимерных композиционных материалов, заключающийся в том, что возбуждают в материале в плоскости листа акустические колебания, принимают акустические колебания, распространяющиеся в двух направлениях анизотропии, измеряют скорости1753397 В =ао+ а(с 1+ сг) +а 2(1 о-б). Составитель В.ГондаревскийТехред М.Моргентал Корректор И.Муска актор Т.Юрчико аказ 2765Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 распространения колебаний и определяют с помощью измеренных величин физико-механические характеристики материала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения физико-меха нических характеристик электропроводных материалов, дополнительно устанавливают на поверхности материала цилиндрический вихретоковый преобразователь так, что его ось перпендикулярна плоскости листа, воз буждают вихретоковым преобразователем в материале электромагнитные колебания, измеряют разность частот на входе и выходе вихретокового преобразователя в про 15цессе его взаимодействия с материалом, афизико-механические характеристики В определяют по регрессивной зависимости где с 1,с 2 - скорости распространения акустических колебаний в двух направлениях аниэотропии в плоскости листа;1 оЛ - частоты электрических колебаний на входе и выходе вихретокового преобразователя;ао, а 1, а 2 - экспериментальные коэффициенты уравнения.