Способ определения прочности сцепления волокна со связующим

ОПИСАНИЕ иИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскияСоциалист ическизреспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлеио 26.06.81 (21) 3313248/25-28с присоединением заявки Нов(31) М.К.з а 01 Ю 19 У 04 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий. 4 (088. 8) Опубликоваио 1501.83,. Бюллетень Йо 2Дата опубликования описания 150183 А.А.Вавилов и Н.А.Екименко 72) Авторы изобретения дц 4 сИнститут механики металлополимерн АН Белорусской СС(71) Заявите 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ ВОЛОКНА :СО СВЯЗУЮЩИМ к испытао к спосо и сцеплени Изобретение относитс тельной технике, а имен бам определения прочиос волокон со связующими.Известен способ опре ч еленисо свчтоем, дпридываюегооройлокна ности сцепления волоки эобретениределенияформирован Цель ности оп женно-де раэца.- повьааение тем учета н го состояни очря об 15 Наиболее близким к изобретению.по технической сущности и достигаемому результату является способ опре" деления прочности сцепления волокна 2 О ,со связующим,заключающийся в томсчто испытуемый образец, выполненныйв виде связующего и размещенного в ием волокна, нагревают до температуры Т 1 отверждения связующего, охлаждают до комнатной температуры, приклады"25 вают к нему нагрузку до разрушения и судят о прочности сцепления, При этом нагрузку прикладывают к волокну от механического нагружателя до его вырыва иэ связующего, а о прочности ЗО оглассти щим, заключающийся в томещают волокно в свяэующсвязующее,до,отверждениной температуре и прикллокну нагрузку до .вырывэукщего, по величине коо прочности сцепления взующим 1 . я про язую- раэоводят комат"., т к воиэ свясудят со свя сцепления судят по максимальной величине нагрузки 2.Недостатком этих способов является низкая точность определения прочности сцепления волокна со связующим, обусловленная тем, что при определении прочности не учитывают напряженно-деформированное состояние испытуемого образца, возникающее при отвержденни связующего. Для достижения этой цели с но способу определения прочно сцепления волокна со связующим, эаклочающемуся в том,что испытуеьиюй образец,выполненный в виде связующего и размещенного в нем волокна, нагрвыают до температуры ТИ отверждения связующего, охлаждают до комнатной температуры, прикладывают к нему нагрузку до разрушения и судят о прочности сцепления, нагрузку создают охлаждением ниже комнатной температуры, измеряют разность температур нагрева.2 сЕсь сьгде Ьс - разность мвжду коэфФициентами термичвского расширвнияф . связующвго и волокнаЕГ э- модуль Юнга соответственноволокна и связующегоФ,Г - площадь попврвчного соотввтст"ввнно волокна и связующегоО - диаметр волокна;35 Г - длина волокна.Данный способ позволявт повйситьточность опрвдвления прочности сцеп"ления волокна со связующим путем учвта напряженно-деформированного сос" 40 тояния свяэукщвго и волокна исцытув"мого образца при создании нагрузкиохлаждением ниже комнатной температуры.Формула изобретения1. Способ опрвдвлвния прочностИ 45 сцвплвния волокна со связующим, заключающийся в том, что испытуемый образец, выполнвнный в виде связующегои размещенного в нвм волокна, нагревают до температуры ТН отверждения 50 свяэующвго, охлаждают до комнатнойтемпературы, прикладывают к нему нагрузку до разрушения и судят о прочностисцепления, о т л и ч а ю щ и й с ятем,что,с целью повышения точности оп ределвния путем учвта напряженно-де-.формированного состояния образца,нагрузку создают охлажденивм нижвкомнатной темпвратуры, измеряют разность температур нагрева Тн н охлажде-, Е ния То , а прочность сцепленияГ определяют по формуле дЕв Гь Есь св связвй.мвжду 2, а охлажде гвзионныволокно раэрушвни связующим Тн и охлаждения Т, а прочность сцвп лвнияопределяют по Формуле где Ь - разность мвжду коэффициентами тврмичвского расширвниясвязующего и волокнаЬЕ, Есе - модуль Юнга соотввтстввнно .волокна и связующвгоэсв - площадь поперечного свчениясоответственно волокна исвязующего;С 1 - диаметр волокна0 - длина волокна.При этом отношение диаМвтра во" локна к вго длинв выбирают -, от"з ношение плсщади поперечного свчвния волокна к площади поперечного свчвния связующвго выбирают 0,01-0,1, а скорость охлаждвния выбирают 5-: 20 град/мин.На фиг.1 изображен испытуемый об. разец с зпюрой напряженно-двформиро" ванного состояния предлагаемого способа при охлаждении образца до комнат. ной твмпературы; на фиг.2 - то жв, при охлаждении нижв комнатной температуры.Образец состоит из связующвго 1 и раэмвщенного в нвм волокна 2.Способ осущвствляют, слвдующим образом.Волокно 2 размещают в свяэующвм 1, При этом отношение диамвтра д волок- на 2 к вго длинв 1 выбирают 1- 1,.1 а площади попврвчного сечения волокна 2 к площади попврвчного сечения связующего 1 выбирают 0,01=0,1, так как когда отношение диамвтра волокна 2. к его длине большв - тврявтся поня 3тие волокна 2 как такового, а при эначвнии меньшем - возникает нвравномерность адгвэионной связи по поверхности сцвплвния и вдзможйо когв. зионное раэрушвнив связующвго 1 или волокна 2. Когда отношвнив площади Г поперечного свчения волокна 2 к площади Гь поперечного свчвния связующего 1 вьзае 0,1,наступает когезионнов разрушвнив связующвго 1 првждв, чвм наступит раэрушенив адгеэионных связей, а при значвнии, меньшвм 0,01, наступает преждеврвмвннов раэрушвние волокна 2. Полученный образвц нагревают до твмпвратуры отверждвния свяэующвго 1. При этом выбирают материалы связующвго 1 и волокна 2 с различными козффицивнтами о(их линейного расширения и модулями Юнга Е. ИэмеРЯют темпеРатУРУ Тн отввРжДвниЯ свЯ- эующвго 1, а затем обраэвц охлаждают со скоростью 5 20 град/мин, В случае охлаждения с большвй скоростью наступавт раэрушвние образца беэ ннв с мвньшей скоростью приводит к релаксации твмпературных напряжений в образцв.При охлаждении образца до комнатной температуры в нем возникают 5 внутренние нормальныв напряжвния 0, 6 твм большие, чвм большв разность .термичвского расширвния мвжду связующим 1 и волокном 2. Кроме того, в образцв мвжду связующим 1 и волок 30 ном 2 возникают тангвнцнальныв напряжения сдвига. В дальнейшем нагрузку на обраэвц создают охлаждвнивм образца нижв комнатной темпвратуры, При этом в адгвзионном слое увеличи" 15 ваются тангенциальные напряжения сдвига и адгвэионная связь мвжду связующим 1 и волокном 2 нарушается. При этом фиксируют твмпвратуру То охлаждвния, при которой происходйт . раэрушвнив образца. Измвряют разность твмпвратур нагрвва Т и охлаждвния То и опрвделяют прочйость сцепленияпо формулеЬ 3, (Тн-Ть) Е ьд989398 и В.Свкргель дов ЕоррвкторГ.Решетки оставител вхрвд М. Ге И ираа 871 рстввнного коми брвтений и откЗ, Рауыска Редактор Т.ВеселоваФЗаказ 11113/60ВНИИПИ Го удапо делам113035, Моск Подписнота СССРийаб., д.4/5 Ффилиал ППП фПатвнте, г.уигород, ул.Проектная,4 где Ь,4. - разность коэффициентов тер" мичес мического расжирения связующего и волокна 1- модуль Юнга соответственноволокна и связующего е,"св - шйщадь поперечного сечениясоответственко волокна исвязующего- диаметр волокна- длина волокна.2. Способ по п.1, о т л к ч а ющ и й с я тем, что отношение диаметра к его длине выбирают -"-.т ъ3. Способ по п.1, о т л и ч а ю -. щ и й с я твм, что отнощенив площа ди поперечного сечения волокна к плсщади поперечного сечения связующего выбирают 0,01 0,1.4. Способ по п.1, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что скорость охлаидения выбирают 5-20 град/мин. Источники информации,принятые во внимание при экспертиэв1. Тарнопольский Ю.И., Еинцис Ф.А.10 Методы статических испытаний ар-,мированных пластиков. М., ффХимияе1975, с. 52.2, АСТМ Вой 1959, 9 235, р,бЗ