Способ определения нарушения сплошности полимерного материала при механическом нагружении

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения нарушения сплошности полимерных материалов, и может быть использовано для оценки прочностных свойств материалов. Цель изобретения - повышение точности определения нарушения сплошности, достигается за счет точного определения момента нарушения сплошности путем регистрации только излучения, рассеянного на трещине. Нагруженный образец 5 облучают оптическим излучением от источника 1 излучения. При возникновении в образце трещины излучение отражается от нее и поступает на фотоприемник 3, расположенный относительно образца под углом, равным углу облучения. Появление фототока в фотоприемнике 3 регистрируется индикатором 4 и определяет момент нарушения сплошности образца. Максимальное отношение сигнал/шум достигается при углах облучения и регистрации отраженного излучения в диапазоне 50-85°. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

(19) (Н) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) к С О1 В 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТИРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4460336/24-28

E (22) 17.05.88 (46) 30.05.90. Бюл. У 20 (71) Киевский государственный университет им.Т.Г.Шевченко (72) М.У.Белый, В.Ф. Гришачев, М.М.Двойненко и Г.Л.Конончук (53) 331.717.82(088.8) (56) Громов В.К. Введение в эллипсометрию. Л.: 1986, с.61-62.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1250924, кл. G 01 N 19/04, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАРУШЕНИЯ

СПЛОШНОСТИ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА ПРИ

МЕХАНИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения нарушения сплошности по" лимерных материалов, и может быть использовано для оценки прочностных

2 свойств материалов, Цель изобретенияповышение точности определения нарушения сплошности — достигается за счет точного определения момента нарушения сплошности путем регистрации только излучения, рассеянного на трещине. Нагруженный образец 5 облучают оптическим излучением от источника 1 излучения. При возникновении в образце трещины излучение отражается от нее и поступает на фотоприемник 3, расположенный относительно образца, под углом, равным углу облучения. По. явление фототока в фотоприемнике 3 регистрируется индикатором 4 и определяет момент нарушения сплошности образца. Максимальное отношение сиг-. нал/шум достигается при углах облуче-. ния и регистрации отраженного излучения в диапазоне 50-85 . 1 s.ï.ô-лы, 1 ил.

1567876

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способа определения нарушения сплошности полимерных материалов, и может быть ис5 польэовано для оценки прочностных свойств материалов.

Цель изобретения — повышение точности определения нарушения сплошности.

Укаэанная цель достигается эа сче точного определения момента нарушения сплошности.

На чертеже представлена схема устройства, с помощью которого осуществляют предлагаемый способ.

Устройство содержит источник 1 оптического излучения, фокусирующую линзу 2, фотоприемник 3 и индикатор 4.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследуемый образец 5 закрепляется в механизмы нагружающего механизма, например Разрывной машины, и механически нагружается, одновременно его облучают оптическим излучением от источника l. При возникновении в образце трещины 6 провзаимодействовавшее с материалом излучение 7 отражается от трещины и фокусируется линзой 2 на фотоприемнике 3, фототок которого ре30 гистрируется индикатором 4. При этом источник 1 оптического излучения и фокусирующая линза 2, фотоприемник 3 с индикатором 4 расположены симметрично относительно направления приложения35 нагрузки 8. Оптимальные углы между направлениями облучения и регистрации выбирают в диапазоне 100-170

Указанные условия облучения и регистрации оптического излучения позволяют существенно снизить уровень шумов фотоприемника, так как интенсивность падающего на него излучения связана только с интенсивностью отражен45 ного от возникающих несплошностей (трещин) в материале и отсутствуют шумы от излучения, прошедшего через образец. Поэтому превышение сигнала над уровнем у шумов достигается при значительно меньшем накоплении несплошностей, что и приводит к повышению точности момента начала его определения. Выбранные углы между направлениями облучения и регистрации оптического излучения обеспечивают регистрацию мак-55 симальной интенсивности отраженного от образовавшейся трещины излучения. Эта интенсивность пропорциональнапроизведению облучающего оптического излучения, непосредственно падающего на трещины, (пятна облучающего излучения), на энергетический коэффициент отражения излучения от трещины. Проекция длины трещины на направление, перпендикулярное направлению облучения образца оптическим излучением, записывается в виде

sink

cos о(, n <

1tg!!)cos ()().—

n sinai cos К вЂ” 1 где !. — длина трещины угол падения; () — угол преломления; и — покаэатель преломления поли1 мерного материала.

Энергетический коэффициент отражения оптического излучения R() от пленки толщиной h, находящейся в среде с показателем преломления п<, определяется в виде

ebb + е-

gb -Zb е +е — 2а

2п,cosH где а = cos arctg( 2

n,cns л

Ь = — hn

Я ( где n — показатель преломления пленZ ки; () — длина волны оптического излучения в вакууме;

8 — угол падения излучения на пленку.

Для клиновидной трещины энергетический коэффициент отражения R излучения от нее определяется в виде:

"о

R - — j R(h)dh = )—

hî

2е -а

2-а

2(2-a)(arccg — агсcg > )

4-а у 4 — а

4Г где у = — h u о

ho условий — cc l у са 1 поэтому с

Формула изобретения учетом е = 1 + у + — имеем у

2.R a — = — h n у 2и

2 a

2 1 о 2 2 ° 2 ф и — n — sin К, z

Таким образом, интенсивность оптического излучения, отраженная от трещин, пропорциональна

Т (,) т

sink cos oC х

2. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что угол облучения выбирают ;: диапазоне 50-85

С учетом известных дпя полимерных материалов показателей преломления и

Составитель M. Минин ,Техред М.Ходанич Корректор М.Самборская

Редактор Ю. Середа

Заказ 1315

Тираж 491

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35> Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Ь вЂ” толщина трещины в вершине клина; и, — показатель преломления полимерного материала; п — показатель преломления материала трещины;

8 — угол падения на трещину.

В начальный момент определения несплошности справедливо выполнение

567876 6 оценочных параметров трещин оптималлные углы между надрав. ениями облуч .— ния и регистрации сос авляют 100-17:0 ((P = 180 — 2К). Уменьшение угла q а меньше 100 приводит к уменьшению регистрирующей интенсивности за счет понижения энергетического коэффициента отражения оптического облучения от о трещин, Увеличение угла (/ сзьш е 170 приводит к уменьшению регистрирующей интенсивности за счет уме пс:ения пятна облучающего трещину иэт:чения.

1. Способ определения нарушения сплошности полимерного материала дри механическом нагружении, заключаю20 щийся в том, что облучают образец оптическим излучением, регистрируют провзаимодействовавшее с материалом излучение и по нему судят о нарушении сплошности материала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения нарушения сплошности, регистрацию провэаимодействовавшего с материалом излучения осуществляют под углом, равным углу

30 о""Уч Я !