Способ определения объемной сжимаемости образца из оптически чувствительного полимерного материала

Способ определения объемной сжимаемости образца из оптически чувствительного полимерного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ СЖИМАЕМОСТИ ОБРАЗЦА ИЗ ОПТИЧЕСКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА , заключающийся в том, что изготавливают образец, помещают его в герметичный сосуд, нагружают всесторонним давлением, измеряют величину давления и деформационную характеристи ,ку материала образца, по которым определяют объемную сжимаемость образца , о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, образец выполняют составным из полимерной и металлической частей, полимеризуют оптически чувствительную часть образца, нагружают образец и охлаждают его под нагрузкой, измеряют остаточный оптический эффект, замороженный в полимерной части образца , который принимают в качестве деформационной характеристики. сл

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(51) G 01 В 11/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3677686/25-28 (22) 22.12.83 (46) 23.05.85. Бюл.У 19 (72) А.Н.Верещагин,Л.Д.Першина и А.Г.Стрелков (53) 531.781.2 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 542934, кл.G 01 N 3/12,1977 °

2.Авторское свидетельство СССР

У 375520, кл.G Ol N 3/12 1972. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ

СЖИМА1МОСТИ ОБРАЗЦА ИЗ ОПТИЧЕСКИ

ЧУВСТВИТЕЛЪНОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРНАЛА, заключающийся в том, что изготавливают образец, помещают его в герметичный сосуд, нагружают всесторонним давлением, измеряют величину давления и деформационную характеристи,ку материала образца, по которым определяют объемную сжимаемость образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, образец выполняют составным из полимерной и металлической частей, полимеризуют оптичесши чувствительную часть образца, нагружают образец и охлаждают его под нагрузкой, измеряют остаточный оптический эффект, "замороженный" в полимерной части образца, который принимают в качестве деформационной характеристики.

1157351

Изобретение относится к исследованиям оптико-механических свойств замораживаемого" оптически чувствительного материала.

Известен способ определения объем- 5 ной сжимаемости полимерного материала, заключающийся в том, что изготавливают образец, помещают его в цилиндрический корпус, заполняют корпус рабочей жидкостью, создают в корпу- 10 се давление перемещением поршня и определяют объемную сжимаемость полимерного материала Г1).

Недостатком этого способа является невысокая точность определе- 15 ния объемной сжимаемости, вызванная тем, что не учитывается деформация корпуса под действием давления.

Наиболее близким к изобретению является способ определения объем- 20 ной сжимаемости образца из оптически чувствительного полимерного материала, заключающийся в том, что изготавливают образец в виде короткого цилиндра, помещают его в гер- 25 метичный сосуд, нагружают всесторонним давлением, измеряют величину давления и деформационную характеристику материала образца, по которым определяют объемную сжимаемость образца (2j.

Недостатком этого способа является невысокая точность определения объемной сжимаемости при температуре "замораживания" (высокоэластического сос- З5 тояния) полимерного оптически чувствительного материала вследствие того, что температурные расширения сосуда, рабочей жидкости и измерительных приборов вносят погрешность в результаты измерений.

Цель изобретения — повышение точности определения объемной сжимаемости образца из оптически чувствительного полимерного материала.

Цель достигается тем, что согласно способу определения объемной сжимаемости образца из оптически чувствительного материала, заключающемуся в том, что изготавливают 50 образец, помещают его в герметичный сосуд, нагружают всесторонним давлением, измеряют величину давления и деформационную характеристику материала образца, по которым опреде- 55 ляют объемную сжимаемость образца, образец выполняют составным из полимерной и металлической частей, поли меризуют оптически чувствительную часть образца, нагружают образец и охлаждают его под нагрузкой, измеряют остаточный оптический эффект, "замороженный" в полимерной части образца, который принимают в качестве деформационной характеристики.

На фиг.1 показана схема нагружения образца для определения объемной сжимаемости оптически чувствительного полимерного материала;. на фиг.2 и фиг.3 — фотографии картин полос в продольных и поперечных срезах двух образцов; на фиг.4— зависимость от радиуса разности кольцевых и радиальных напряжений в полимерной части образца.

Способ осуществляется следующим образом.

С применением метода точного литья образец 1 (фиг.1) выполняют составным из полимерной (эпоксидный компаунд ) и металлической частей в виде толстостенного цилиндра, полимеризуют оптически чувствительную часть образца по режиму, который обеспечивает в составном образце нулевые температурно-усадочные напряжения при замораживании". 3Т0 достигается введением в эпоксидный компаунд катализатора на основе фенола (УП-606/2), что понижает начальную температуру полимеризации и уменьшает полимеризационную усадку. Образец 1 при наивысшей температуре полимеризации помещают в герметичный сосуд 2, нагружают всесторонним давлением P и охлаждают под нагрузкой до комнатной температуры.

Вследствие различной сжимаемости полимера и металла в оптически чувствительной части образца под действием давления возникнут сдвиговые деформа ции, которые зафиксируются при охлаж." денни. Измеряют остаточный оптический эффект, вызванный этими деформациями и "замороженный" в полимерной части образца, который принимают в качестве деформационной характеристики.

Пример .Испытывают образцы со следующими характерными размерами полимерной части: внешний диаметр

2g-68 мм, внутренний 2а, причем

Ь/o = 3, L/Ь = 8, толщина стального корпуса 2,5 мм. Давление 18 MIIa модуль упругости полимера Е =15,4 MIIa.

Для стали Е = 2,1 -10 MIIa коэффиДля вычитания модуля объемной сжимаемости полимера

К = Е/3 (1- 2Q) необходимо определить величину (1

20). Ее определяют по остаточному оптическому эффекту в поперечном срезе нагруженного образца по формуле - г - ",, () 25 где ) gp

I т — порядок полос интерференции в центральном поперечном срезе, измеренный на расстоянии г от оси образца и приведенный к единичной толщине;

3 1157 циент Пуассона Ч = 0,33. На фиг.2 и 3 показаны фотографии картины полос в продольных и поперечных срезах двух идентичных образцов, один из которых нагружен всесторонним дав- 5 лением, а второй, контрольный, проходит аналогичный режим без нагрузки.

Поскольку в контрольном образце оптического эффекта нет, картина полос в основном образце характе- 10 ризует деформации полимера только от давления.

351 4

6 " 1- цена полосы оптически чувствительного полимерного материала;

Р— давление.

На фиг.4 показана зависимость разности (Ь Ь„) кольцевых и радиаль.ных напряжений в полимерной части образца от радиуса. Расчетная кривая получена при = 0,4992.

Это значение коэффициента Пуассона вычислено по формуле (1) . Кружочками отмечены экспериментальные значения, определенные по картине полос путем умножения порядка полосы на цену полосы.

После подстановки численных значений в формулу (1) получим К =

= 3,2 1Оз MIIa.

Зная коэффициент объемной деформации К, по величине гидростатического давления P можно определить относительную объемную деформацию

8 = Р/К.

Предлагаемый способ позволяет заметно повысить точность определения объемной сжимаемости образца из оптически чувствительного полимерного материала и уточнить значение коэффициента Пуассона оптически чувствительных "замораживаемых материалов .

1157351

1157351

1157351

ВНИИПИ Заказ 3325/38 Тираж 651 Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4