Способ определения модуля нормальной упругости образцов материалов
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к испытаниям материалов. Цель изобретения - повышение точности определения модуля упругости . Способ заключается в том, что на образец наносят смазку, сжимающую силу трения, измеряют деформацию, нагрузку и минимальный и максимальный диаметры сжимаемого образца материала, преимущественно эластомера, а затем в Соответствии с математическими зависимостями рассчитывают модуль упругости. Точность определения модуля упругости определяется точностью проводимых измерений и может быть достаточно высокой. 1 ил., 1 табл.... ....... ./...
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУбЛИК
«!
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (гдспАтент сссР) ® ) )р, »«« ;
Иц) р..
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ф «
1,332 1 — е 2 D3+бк
)
1 г
red ((d„+ — -)()) .) — 0333 (1 — e)(2 D(+d„) j
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21 4875186/28 (22 03.09.90 (46 07.02.93. Бюл. N 5 (71, Научно-исследовательский институт ср дств автоматизации (72 Е.Ф, Минич (56 Авторское свидетельство СССР
М 350538, кл. G 01 N 3/08, 1986. (54 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ
НОРМАЛЬНОЙ УПРУГОСТИ ОБРАЗЦОВ
МА ГЕPИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытайиям материалов. Цель изобретения — повышеИзобретение относится к испытаниям материалов, B частности K способам определенля модуля упругости, преимущественно эла томеров. с
Известен способ определения модуля упругости образцов матери; ла, заключающи ся в том, что к образ. вдоль его оси пр кладывают с помо»,ью плит сжимающу нагрузку с постоянной скоростью от носительнои деформации и определяют вел чину нагрузки в процессе деформаци . Это техническое решение предназначен для испытания длинномерных тонких образцов материала, нагрузку прикладыва)(1т к ним до момента потери устойчивости). Модуль упругости определяют расчетным путем.
» Ы«„1793315 А1
2 ние точности определения модуля упруго- сти. Способ заключается в том, что на образец наносят смазку, сжимающую силу трения, измеряют деформацию, нагрузку и минимальный и максимальный диаметры сжимаемого образца материала, преимущественно эластомера; а затем в соотве«тствии с математическими зависимостями рассчитывают модуль упругости. Точность определения модуля упругости ойределяется,. точностью прозодимых измерений и может быть достаточно высокой. 1 ил., 1 табл.
\ .)
Цель изобретения — повышение точности определения модуля упругости, преимущественно эластомера, Поставленная цель достигается тем, что в Я известном способе определения модуля упр . гости образцов материала, закл)очающем. ся в том„что к образцу вдоль его оси прикладывают с помощью плит сжимающую нагрузку с постоянной скоростью относитель- Q ной деформацил, определяют величину на- (Д грузки в процессе деформации и определяют. (Д расчетным путем с помощью закона Гука модуль упругости, перед сжатием образца на его, ц торцы наносят смазку, сжимающую трение, -- измеряют дополнительнд диаметры образца в месте контакта с пллтами и в среднем сечении, величину модуля упругости определяют в соответствии с зависимостью
1793315 (1 — г .+(— d, 4 (D5 — дк) aR
=2arcsin И:М (3) 25 и Е2 = 2,240 кг/мм .
1,332 1 — e 2!Я + бк„
E— 2
JId ((d + — - — — (>- I -0,333 (1 — е)(2 D(+ б, )
d, h — первоначальный диаметр и высота образца;
e — коэффициент относительной деформации образца;
d< — диаметр образца в месте контакта с плитами;
Dr — диаметр образца в среднем сечении (максимальный диаметр бочки);
R — радиус, характеризующий криволинейную поверхность сжатого образца;
p — угол, характеризующий степень сжатия образца.
Представленные соотношения определяют модуль упругости эластомера в зависимости от геометрических параметров R и р, а также размеров d< и Об, характеризующих действительные поперечные сечения образца. Суть изобретения заключается в том, что в результате дополнительного измерения величин d, и Ов, расчетного определения величины R, p и Е устанавливается связь между действительными сечениями сжимаемого образца и модулем упругости. Модуль упругости Е вычисляется в соответствии с законом Гука, но величина относительной деформации е берется относительно сечения образца, которое он приобрел бы при отсутствии сил контактного трения. Площадь такого сечения лежит в интервале 4 7г Я
4 4 где F< — площадь сечения образца, в котором достигается равновесие действия сил контактного трения и внутренних сил. Точная величина этого сечения используется в расчетной формуле (1).
Формула изобретения
Способ определения модуля нормальной упругости образцов материалов, по которому к испытуемому цилиндрическому образцу диаметром d и высотой h вдоль его оси прикладывают с помощью плит сжимающую нагрузку, обеспечивающую постоянную скорость относительной деформации, и определяют величину максимальной нагрузки в процессе деформации, по которой
Способ осуществляют следующим образом.
Сжимали образец с d = 73,45 мм и h =
= 30 мм из полиуретана СКУ 7 на разрывной
5. машинке 2Д 10/90 со скоростью нагру>кения 0,5 MM/мин. Использовали плиты с раз личной шероховатостью поверхностей, контактирующих с торцами сжимаемого образца.
10 На чертеже приведена схема сжатия (показана 1/4 образца), на которой обозначены: сжимаемый образец 1; плита 2; .
OC=R,. - COF = р/2: AF = Об/2; ВС = бк/2; половинная высота образца с учетом отно15 h 1 — e сительной деформации
Измерения бк и Ds проводили при фиксированных значениях усилия Р, в таблице приведены усредненные данные ряда изме20 рений. Модуль упругости определяли как среднее арифметическое полученных значений
" 979 + 1,903 1 941 /
1,941 кг/мм .
Полученное значение модуля упругости лежит близко к известному значению Е =
= 2 (20 МПа) (Сиракуз В.И. и др. Момм
30 дуль Юнга эластомеров//Синтез и свойства уретановых эластомеров/ М.: Химия — 1976 — с, 116-119). Разность этих значений является отклонением, характеризующим партию эластомера. Способ повышает точность определения модуля упругости эластомеров, В соответствии со способом-прототипом имеем значения Е в точках 1 и 2.
40 Е1 = 0 „= 2,226 кг/мм
0,236 г
45 судят о модуле нормальной упругости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, перед сжатием образца на его торцы наносят смазку, снижаю50 щую агдезионную составляющую силы трения, а после сжатия измеряют диаметры образца в месте контакта с плитами dK, в среднем сечении образца Dg и величину модуля нормальной упругости определяют по
55 формуле
1793315 радиСоставитель Е.Минич
Техред М.Моргентал
Корректор Н.Слободяник
Редактор
Заказ 499 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
1 — Е + 06 бк г 2 2
4 (Об — d ) ус криволинейной поверхности сжатого образца;
° h(i — е р = 2arcsin
2R угол охватывающий торцы сжатого образца; е — коэффициент относительной дефор5 мации образца,