Образец для определения сдвиговой прочности полимерных композиционных материалов методом кручения

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения сдвиговой прочности полимерных композиционных материалов методом крушения. Целью изобретения является повышение достоверности испытаний,Образец выполнен в виде хвостовиков и жесткосвязанных с ними параллельных плоских ортотропных слоистцх пластин испытываемого материала . Рабочая часть образца выполнена в виде связанного с пластинами слоя связующего в форме кольца с радиусом R, относительной шириной h/R сО,05. Толщина рабочей части не превышает толщины связующего между волокнами в соседних слоях. 2 ил.

2228 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) Ц1)У С 01 Я 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H AST0P Ê0ÌÓ CB TEilaCTsV

ГОСУААРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

f (21) 4769536/28 (22) 14.11 ..89 .(46) 07.05.92. Бюл. И 17 (71) Обнинское. научно-производственное объединение "Технология" (72) Ю.Ю.Перов и В,.А.Локшин (53) 620.172 (088.8) (56) Заводская лаборатория, 1970, И 11, c° . 137.1-1374.

Whitney I.N. Experimental Mexanics. 1967, v. 7, р. 447-453. .(54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГО- .

ВОИ ПРОЧНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КРУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к испыта!

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к образцам для определения сдвиговой прочности

° полимерных композиционных материалов методом кручения.

Известен метод определения сдвиговой прочности путем перекащивания пластины в шарнирном четырехзвеннике. Образец для этого вида испытания представляет собой тонкую плоскую квадратную пластину, по краям которой привинчены или приклеены жесткие накладки . Когда четырехзвенник Нагружается в противоположных углах сжатием или растяжением,. пластина ока" зывается в состоянии чистого сдвига в своей плоскости. В настоящее время методом фотоупругости показано, что напряженное состояние в пластине существенно отличается от чистого сдвига. Вследствие этого метод дает

? тельной технике и может быть использовано для определения сдвиговой прочности полимерных композиционных материалов методом кручения. Целью изобретения является повышение достоверности испытаний. Образец выполнен в виде хвостовиков и жесткосвязанных с ними параллельных плоских ортотроп- ных слоистых пластин испытываемого материала. Рабочая часть образца выполнена в виде связанного с пластинами слоя связующего в форме кольца с ра- диусом R, относительной шириной h/R< (0,05. Толщина рабочей части не превышает толщины связующего между волокнами в соседних слоях. 2 ил.

I погрешность при определении сдвиговых характеристик в плоскости имеет низкую достоверность. )аВВф

Известен метод определения сдвиговой прочности путем перекашивания по- ф4 лосы. При этом околосвободных кромок (Я образца наблюдается отличное от чис- фф того сдвига напряженное состояние зона краевого эффекта. При определе- у нии прочности заметное влияние оказывает обжатие кромок образца.

Возникающие в процессе нагружения образца нормальные напряжения могут быть причиной преждевременного разрушения образца. Все это снижает достоверность результатов испытаний. вЬ

Наиболее близким к предлагаемому является образец для испытаний на сдвиг, выполненный в виде тонкой трубы, испытываемой на кручение. Тонкостенная труба круглого поперечного се1732228

Ь/R CO)05 чения нагружается крутящим моментом вокруг продольной оси. Стенка образца подвергается при этом чистому сдвигу. Этим. методом можно получить наиболее корректные результаты при определении сдвиговых характеристик композиционных материалов.

Недостатки известных образцов - невозможность изготовления их без специальной оснастки, для проведения испытаний требуется дорогостоящее специальное оборудование, а также низкая достоверность испытаний из-за неравномерности распределения напряжений по рабочему сечению обра зца .

Целью изобретения является повышение достоверности испытаний путем определения сдвиговой прочности слоистых полимерных композиционных материалов.

Указанная цель достигается тем, что захватные части образца выполнены в виде хвостовиков и жесткосвязанных с ними параллельных плоских ортотропных слоистых пластин, содержащих волокна и связующую матрицу, рабочая часть образца выполнена в виде связанного с пластинами слоя связующего, толщина которого не превышает расстояние между волокнами в соседних слоях и для относительной ширины выполняется условие

10 !

4

Формируется пакет по схеме:. воceleb слоев npenpera no схеме (О-90) < (например, из углеродной ленты ЭЛУР0,0ЯП, пропитанной эпоксифенольным связующим ЭНФБ) диаметром D,íà которые накладываются две антиадгезионные пленки. Одна пленка 5 в Форме кольца с внутренним диаметром 2 (К+Ь) и внешним диаметром П, а вторая 6в форме круга с диаметром 2R. Далее на антиадгезионные пленки выкладывается еще восемь слоев препрега со схемой укладки (0-90), диаметром D . Заготовки препрега и антиадгезионных пленок вырезают по шаблонам. В, качестве адгезионной пленки использовалась Фторопластовая пленка марки 4ИБ-А

ТУ-6-05-1878-79 толщиной 5 мкм. По окончании формирования пакета производится его отверждение по стандартному технологическому режиму.:Полученный композиционный материал приклеивается к хвостовикам 3.

При испытании образца к нему прикладывается через приклеенные хвостовики. 3 крутящая нагрузка, которая вызывает в рабочем сечении 2 разрушение от сдвиговых напряжений. Нагружение осуществляется на стандартной испытательной машине типа КМ-50-1.

Расчет сдвиговой прочности ведется по известной формуле, используемой для трубчатых образцов

Ограничение относительной ширины кольцевого сечения соединительной . матрицы связано с неоднородностью распределения касательных напряжений по рабочему сечению. Ограничение толщины рабочего сечения необходимо для обеспечения корректного моделирования исследуемого материала. При увеличении этого размера происходит переход от определения сдвиговой прочности слоистого композита к прочностным свойствам матрицы.

На Фиг. 1 показана схема образца для определения сдвиговой прочности

ПИК методом кручения; на фиг. 2 сечение А-А на.фиг. 1.

Образец состоит из двух пластин

1, соединенных посредством слоя матрицы 2 и приклеенных к двум концеви" кам 3 с помоц ью клеевого слоя 4 и антиадгезионных пленок 5 и 6.

Образец изготавливают и испытывают следующим спо» обом.

П

2вКЧ где M„крутящий момент, при котором происходит разрушение образца;

В,Ь вЂ” внутренний радиус и ширина рабочего сечения.

Формула. изобретения

Образец для определения сдвиговой прочности полимерных композиционных материалов методом кручения, содержащий захватные части и рабочую часть кольцевого сечения радиусом R отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности испытаний путем определения сдвиговой проч- ности слоистых полимерных композиционных материалов, захватные части об.

>> разца выполнены в виде хвостовиков и жестко связанных с ними параллельных плоских ортотропных слоистых пластин, содержащих волокна и свяэмS

1732228

6 ющую матрицу, а рабочая часть выпол- нами в сосе 1них слоях с учетом соотнена в виде связанного с пластинами h слоя связующего, толщина h которого ношения — < 0 05.

R не превышает расстояние между волок- 1

Фиг.I

А-А

Фиг.2

Составитель Ю.Петров

Редактор Д. Мотыль Техред Д.фдифиык КоРРектоР М. Самборская

Заказ 1578 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Paymixaa наб., д. 4/5 Ю

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 10

Образец для определения сдвиговой прочности полимерных композиционных материалов методом кручения Образец для определения сдвиговой прочности полимерных композиционных материалов методом кручения Образец для определения сдвиговой прочности полимерных композиционных материалов методом кручения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания образцов на кручение

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для скоростных испытаний материалов

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения жесткости при испытании на кручение проводов, тросов, нитей

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования образцов на кручение

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания трубчатых образцов

Изобретение относится к способам испытаний материалов и может быть использовано для опредспения их прочности на кручение

Изобретение относится к испытаниям материалов, а именно к установкам для испытаний стержневых образцов материалов на кручение

Изобретение относится к испытательной технике

Изобретение относится к области исследования прочностных характеристик материалов, а именно сопротивления материалов растяжению с кручением

Изобретение относится к устройствам для определения свойств листовых материалов

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания материалов на усталостную прочность при циклическом изгибе и кручении образца

Изобретение относится к испытательной технике

Изобретение относится к области определения физико-механических свойств материалов

Изобретение относится к испытательной технике

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения свойств клеевых слоев в многослойных листовых материалах

Изобретение относится к машинам для испытания на усталость и может быть использовано для получения механических характеристик материалов

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при создании био- и химических сенсоров на основе поверхностного плазмонного резонанса (ППР)

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения сдвиговой прочности полимерных композиционных материалов методом крушения

Наверх