Электрогидравлическое устройство для высокоскоростных испытаний материалов

 

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧБСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ, содержащее заполненную жидкостью камеру с крышкой, установленные в камере электроддаг, подключенные к генератору импульсных токов, соединенный с камерой силовозбудитель , и «еюций цилиндрический корпус с установленньш на нем поршнем , и соосно расположенные и служаише для крепления к лим образца на- . гружаю&шй стержень, соединенный с t 2 3 2ff го. W посшнем, а стержень-динамометр, соединенный с основанием, отличающееся .тем, что, с целью повышения точности испытаний, в особенности определения динамической адгезии микроволокон к полимерной матрице, . за счет исключения изгибных коле .баний стержня, передающего нагрузку на образец, соединение камеры с корпусом силовозбудителя осуществлено посредством двух трубчатых переходников , один из которых соединен с камерой, а другой - с корпусом, и расположенного между ними трубчатого жидкостного волновода с вязкой жидкостью, который закрыт с обеих сторон мембранёши из эластичного материала, причем внутренний диаметр| жидкостного волновода равен диаметp iM пер еходников, а .его длина выбрат на из условия обеспечения задержки импульса .«агружения на время, необходимое для его регистрации без электромагнитных помех, обусловленных разряде батареи конденсаторов генератора импульсных токов. Косцимограугу

Og) (и) СОЮЗ СОВЕТСНИХ . tgQNNO

РЙСИУБЛИН

00 ДВЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ н авт еснаму саидатвъств

ГОСУДАРСТВЕНИЫЙ КОМИТЕТ CCCP (21) 3624171/25-28 . (22 ) 03 ° 06. 83 (46) 07 ° 12, 84. Бюл. 9. 4.5 (72) A.À.Pûáèí и В.Й.Костров (53) 620.178. 74 -(088.8) (56) .1.Êóäðÿøîâà Н.И., Кудряшов Б.A.

Высокоскоростное растяжение текстильных материалов. М., Легкая индустрия ., 1974,, с, 54,55,.

2.Рыбин А.А. Высокоскоростной прибор для измерения сил сцепления волокон с матрицей. - Заводская лаборатория, 1980, В 10, с. 966968. (54)(57) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ yCTPOlICTB0 ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ HCIIblTAНИЯ NATKPIIMIOB содержащее заполненную жидкостью камеру с крыакой, установленные в-камере электроды, подключенные к генератору импульсных токов, соединенный с камерой силовозбудитель, имеющий цилиндрический корпус с установленным на. нем поршнем, и соосно расположенные и служащие для крепления к ним образца на-, гружающий стержень, соединенный с

Зур G Ol 0 3/30 G Ol N 19/04 йоршнем, а стержень-динамометр, соединенный с основанием, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности испытаний, в особейности определения динамической -адгезии микроволокон к полимерной матрице, за счет исключения изгибных колебаний стержня, передающего нагрузку на образец, соединение камеры с корпусом силовозбудителя осуществлено посредством двух трубчатых переходников, один из которых соединен с камерой, а другой — с корпусом, и расположенного между ними трубчатого жидкостного волновода с вяз- кой жидкостью, который закрыт с обеих сторон мембранами из эластичного Е материала, причем .внутренний диаметр жидкостного волновода равен диаметрдм переходников, à его длина выбрана as условия обеспечения задержки импульса .Нагружения на время, необходимое для его регистрации без Я электромагнитных помех, обусловленных разрядом батареи конденсаторов генератора импульсных токов. 1128145

Изобретение относится к исследованию.прочностных свойст материалов, а именно к электрогидравлическим устройствам для высокоскоростных испытаний материалов, и может быть использовано для определения адгезии иикроволокон к полимерной матрице при скоростях до 10 с

Известно электродинамическое устройство для высокоскоростного нагружения материалов растягивающим уси- 10 лием, содержащее батарею конденсаторов и подключенную .к ней катушку .ин-. дуктивности, и прикрепленный к образцу нагрузочный стержень из магнитного материала, помещенный в поле ка- 15 тушки Ilj .

Недостатком данного устройства является невозможность достижения .

-1 скоростей нагружения порядка 10 с

Наиболее близким к изобретению >О по технической сущности и достигаемому результату является электрогидравлическое устройство для высокоскоростных испытаний материалов, содержащее заполненную жидкостью камеру с крышкой., установленные в камере электроды, подключенные к генератору импульсных. токов, соединенный с камерой силовозбудитель, включающий цилиндрический корпус с установленным в нем поршнем и.соосно расположенные и служащие для крепле-. .ния к ним образца нагружающий стержень, соединенный с поршнем, и стержень-динамометр, соединенный с основанием (2J . 35

Недостатком известного устройства является низкая точность испытаний, в особенности определения динамической адгезии микроволокон к полимерной матрице, поскольку для обеспече- 4р ния задержки импульса нагружения на время, необходимое для .его регистрации без электромагнитных помех, обусловленных разрядом батареи конденсатора импульсных токов требуется 45 использование длинного стержня, передающего нагрузку на образец. Однако в длинном стержне возможно возникновение изгибных колебаний, приводящих.к преждевременному разрушению микроволокон °

Целью изобретения является повы-. шение точности испытаний, в особен" ности определения динамической адгезии микроволокон к полимерной матрице, эр счет исключения иэгибных коле-55 баний стержня передающего нагрузку на образец. цель достигается тем, что в электрогидравлическом устройстве .для вы-. сокоскоростных испытаний материалов, 60 содержащем заполненную жидкостью камеру с крышкой, установленные в каме. ре электроды, подключенные к генератору импульсных токов, соединенный с камерой силовоэбудитель, включаю- 65 щий цилиндрический корпус с установленным в нем поршнем и соосно расположенные и служащие для крепления к ним образца нагружающий стержень, соединенный с поршнем, и стерженьдинамометр, соединенный с основанием, соединение камеры с корпусом силовозбудителя осуществлено посредством двух трубчатых переходников, один из которых соединен с камерой, а другой — с корпусом, и расположенного между ними трубчатого жидкостного волновода с вязкой жидкостью, который закрыт с обеих сторон мембранами из эластичного материала, причем внутренний диаметр жидкостного волновода равен внутренним диаметрам переходников, а его длина выбрана кз условия обеспечения задержки..импуль-. са нагружения на время, необходимое . для его регистрации без электромагнитных помех, обусловленных разр дом батареи конденсаторов генератора импульсных токов.

Наличие жидкостного волновода с вязкой жидкостью позволяет испольэовать короткий стержень, передающий нагрузку на образец, и тем самым исключить. возможность его изгибных колебаний, приводящих к разрушению микроволокон образца, создать время задержки импульса нагрузки, необходимое . ля его регистрации без электромагнитных помех, обусловленных разрядом батареи конденсаторов генератора импульсных токов, обеспечить высокую скорость деформации образца благодаря большой интенсивности импульса нагрузки и высоким передаточным возможностям жидкостного волновода.

Выполнение внутреннего диаметра жидкостного волновода равным внутренним диаметрам переходников, исключает возникновение вторичных волн в местах стыков..

На фиг. 1 изображено электрогидравлическое устройство для высокоскоростных испытаний материалов; на фиг.2 — осциллограмма импульса нагружения при определении адгезии микроволокон.к полимерной матрице.

Электрогидравлическое устройство для высокоскоростных испытаний материалов (фиг. 1) содержит заполненную жидкостью камеру 1 с крь>шкой 2, установленные в камере 1 электроды З,подключенные к генератору импульсных токов (не показан). С. камерой 1 соединен силовозбудитель, включающий цилиндрический корпус 4 с установленным в нем поршнем 5.

Устройство содержит также соосно расположенные и служащие для крепления к ним образца б нагружающий стержень 7, соединенный с поршнем 5, и стержень-динамометр 8, соединенный с основанием 9. Соединение камеры 1 с корпусом 4 силовоэбудителя осущест1128145

BHHHGH Заказ 9020/31 Тираж 822 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 влено посредством двух трубчатых переходников 10 и 11, первый из которых соединен. с камерой 1, а второй— с корпусом 4,. и расположенного между переходниками 10 и 11 трубчатого жидкостного водновода 12 с вязкой жидкостью, который закрыт с обеих сторон мембранами 13 и 14 иэ эластичного материала. Внутренний диаметр жидкостного волновода 12 равен внутренним диаметрам переходников 10, 10 и ll а его дли:.а 8 выбрана из условия обеспечения задержки импульса нагружения на время 1, необходимое для его регистрации без. электромагнитных помех, обусловленных разря- 15 дом батареи конденсаторов генерато- . ра импульсных токов, которое рассчитывается из соотношения е

В C« t с э 20 где Сж — скорость звука в вязкой жидкости волновода;.

Св - скорость звука в воде; — суммарная длина переход-. 25 ников 10 и ll и водяных каналов в корпусе 4 силовозбудителя.

Корпус 4 силовозбудителя закрыт крышкой 15 с установленными. в ней 30 ограничителем 16 хода поршня 5 и фторопластовым подшипником 17„ закрепленным с помощью гайки 18. Переходник 11 заполняется жидкостью через отверстие, закрытое пробкой 35

19 ° В устройстве установлены прокладки 20-22 для предотвращения просачивания рабочей жидкости.

Стержень-динамометр 8 подключен к запоминающему осциллографу, с помощью которого регистрируют импульсы 40 нагрузки.

Электрогидравлическое устройство для высокоскоростных испытаний материалов работает следующим образом.

Высокое напряжение батареи ко денсаторов генератора импульсных токов создает электрический разряд между электродами 3, установленными в камере 1; что вызывает в жидкости мощный импульс гидравлического давления. Распространяясь по внутреннему каналу переходника 10, импульс давления достигает мембраны

13.и.возбуждает в вязкой жидкостл волновода 12 волну сжатия, которая через мембрану 14 передается жид- . кости переходника 11. Далее давление жидкости через каналы в корпусе 4 силовозбудителя импульсно воздействует на поршень 5. Стержень 7, соединенный с поршнем 5; передает импульс нагружения на образец 6 н производит выдергивание микроволокна иэ полимерной матрицы. Регистрацию импульса нагружения осуществляют с помощью стержня-динамометра 8.

Поскольку внутренний диаметр жидкостного волновода 12 равен внут.ренним диаметрам переходников 10 и .

11, в местах стыков не происходит зарождения вторичных волн, искажающих основной импульс нагрузки..

Значение межфазной адгезии определяют иэ осциллограмм (фиг. 2) как ординату точки, соответствующей максимуму импульса нагружения.

Длину жидкостного волновода 12 выбирают из условия обеспечения задержки импульса нагружения на время необходимое для его регистрации без электромагнитных помех, обусловленных разрядом батареи конденсаторов генератора импульсных токов и действующих в течение времени 1 (< ) Таким образом,изобретение позво ляет точнее определять эдгеэию.мю<роволокон к полимерной матрице rrpli. скоростях до .10 с .