Способ определения внутренних напряжений в материалах

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 1,883724(23) П риоритет 6 01 й 23/02 С 01 й 27/92 Ркударсоенныб квинтет СССР ао делан нзебретеннй н открытий) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХНАПР В МАТЕРИАЛАХ т особа я ностьышение чувст Изобретение о носится к исследованию свойств материалов и может быть использовано для определения и оценки внутренних напряжений в полимерных материалах.Известен способ определения оста 5 точных напряжений, основанный на свойстве некоторых иэотропных прозрачных материалов (стекло, полиэфиры полистирол) в напряженном состояУ1 О нии становиться оптически анизотропным. По этому способу через слой напряженного материала пропускают пучок поляризованного света. Этот пучок разлагается на две взаимно перпендикулярные составляющие, которые распространяются с различными скоростями. Возникающая оптическая разность хода пропорциональна величине напряжения20Недостатком данного способа является невозможность определения данного параметра у непрозрачных материалов,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способопределения внутренних напряжений вматериалах, включающий предварительное механическое вздействие на материал для лучшего выявления внутреннихнапряжений 2,Недостатком известного сп вляется малая его чувствительиз-за незначительного сдвига положения максимума полосы поглощения принебольших внутренних напряжениях вматериале.Цель изобретения - поввительности .способа,Поставленная цель достигается тем,что в способе определения внутреннихнапряжений в материалах, включающемпредварительное воздействие на материал для лучшего выявления внутренних напряжений, воздействие на материал осуществляется ионизирующим из"лучением, определяют величины электрической прочности материала в эави15 Ю 25 30 35 0 симости от дозы воздействующего ионизирующего излучения и по смещению максимума этой зависимости на шкале доз судят о наличии и величине внутренних напряжений.Для объективного сравнения величин электрической г 1 рочности материалов, величину электрической прочности определяют при постоянной для всех образцов скорости подъема высокого напряжения до напряжения пробоя материала. Это необходимо для исключения изменений электрической прочности материала, связанных с временным фактором.На Фиг. 1 представлена зависимость электрической прочности (Еп) от дозы гамма-излучения для сополимера гексафторпропилена с винилиденфтори-, дом, облученного в ненапряженном состоянии 1, в напряженном состоянии после действия ориентационной вытяжки на ООР. - 2 и на 2003 - 3; на фиг, 2 - зависимость Епр от дозы электронного облучения для исходного - 4 и вытянутого на 200 - 5 модифицированного тетрафторэтилена; на фиг. 3 - зависимость дозы облучения, при которой проявляется максимум ЕОР от степени ориентации для двух вышеприведенных случаев; на фиг, 4 - зависимости электрической прочности от дозы гамма-излучения для полиамидных пленок, облученных в нагруженном состоянии при нагрузках 0,25 кг/мм" (6), 1 кг/ммф (7) и 2 кг/мм" (8); на фиг. 5 - тарировочный график для определения величины внутренних напряжений в полиамидных материалах, построенный на основе зависимостейпоказанных на фиг. 4. Здесь 6- величина напряжения, О - доза облучения, при которой появляется максимум Ея . личии внутренних напряжений в полимере. Если таковые имеются, на зависимости Егр -- г(О) появляется максимум, С ростом величины внутренних напряжений максимум. сдвигается в сторону меньших доз. Качественно аналогичные зависимостинаблюдаются и для других полимеров(фиг. 2).1 О После этого строят тарировочные графики зависимости величины степениориентации от величины дозы облучения,при которой наблюдается максимум электрической прочности (фиг. 4), Имеятарировочный график, можно определитьстепеньориентации материала. Для этого полимерный материал с неизвестнойстепенью ориентации подвергают действию облучения, определяют электрическую прочность и дозу, соответствующуюмаксимуму электрической прочности,Далее по найденной дозе (О) потарировочному графику (Фиг, 4 определяют степень ориентации. П р и м е р 2, Полиамидную пленку переводят в напряженное состояние, прикладывая одноосно нагрузку 0,25 кг/мм 1 кг/мм и 2 кг/мм,. В таком состоянии пленку облучают и определяют значения доз облучения, при которых наблюдается максимум Еп . Зависимости Е от дозы гамма-облучения представлены на Фиг, 4. После этого строят тарировочный график зависимости дозы облучения, при которой наблюдается максимум Еп , от величины напряжения (Фиг, 5), По тарировочному графику определяют величину внутреннего напряжения в полиамидном материале.П р и м е р 1. Полимерную пленку сополимера гексафторпропилена с винил.45 иденфторидом повергает ориентационнои вытяжке на 1006 и 2003. Образцы этой пленки подвергают действию гамма- излучения от кобальтового, источника излучения до доз 10 , 1 О , 10 , 1 О2 3 4 5 1 Оф, 10 г, 1 Оф Рентген. Затеи облученные образцы помещают между электрода" ми подключенными к источнику высокого напряжения, увеличивают величину электрического поля до пробоя пленки и определяют величину электрической прочности Ер, Строят зависимость электрической прочности от дозы облучения (Фиг. 1), и по ней судят о наПрименение предлагаемого способаопределения внутренних напряжений вматериалах позволяет обнаруживать иопределять величины внутренних напряжений, возникающих в материалах подвлиянием различных физико-химическихФакторов, По данному способу можно:более точно фиксировать внутренниенапряжения у прозрачных материалов,а также определять этот параметр унепрозрачных материалов произвольнойтолщины и формы. Кроме определениявнутренних напряжений предложеннымспособом возможно огределять неизвестную степень ориентации вытяжки полимерных материалов,5Формула изобретения 883721 ч 10 зи одьучения, Рфиг.3 Способ определения внутренних напряжений в материалах, включающий предварительное воздействие на материал для лучшего выявления внутренних напряжений, о т л и ц а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности способа, воздействие на материал. осуществляют ионизирующим излучением, определяют величины электрической прочности материала в зависимости от дозы воздействующего ионизирующего излучения и по смещению максимума этой зависимостина шкале доз судят о наличии и величине . внутренних напряжений,% Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. "Методы испытания, контроля иисследования машиностроительных материалов". Под ред. Туманова А.Т.ее М нМашиностроение", 1973, том. 3,с. 127.2. Патент СССР й 305675,кл. О о 1 М 19/08, опублик. 1967 (про.тотип).883724 10 УО й,г г.Х Составител ртутай Техред Е.ГВладимироваилешко Корректор С. Шекмар дакт Заказ 1022/ Тираж 910 По НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 035, Москва, Ж, Раушская наб писноСССР