Способ определения внутренних напряжений в материалах

Способ определения внутренних напряжений в материалах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 1883724 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5l)M. Кл. (22) Заявлено 04. 01. 80 (21) 2866488/18-25 с присоединениеее заявки М (23) П риоритет

6 01 и 23/02

С 01 и 27/92 еввудврстеенньй квинтет

СССР

lo делен нзебретеннй н открытий

Опубликовано 23. 11. 81 бюллетень ре 43

Дата опубликования описания 25. 11.81 (53) УДК 620. .19(088.8). (72) Авторы изобретения

В.В. Лаврентьев и С.Н. Карилрв

1 r (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ

В МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к исследованию свойств материалов и может быть использовано для определения и оценки внутренних напряжений в полимерных материалах.

Известен способ определения остаS точных напряжений, основанный на свойстве некоторых иэотропных прозрачных материалов (стекло, полиэ4иры полистирол) в напряженном состояt о нии становиться оптически анизотропным. По этому способу через слой напряженного материала пропускают пучок поляризованного света. ЭтоТ пучок разлагается на две взаимно перпендикулярные составляющие, которые распространяются с различными скоростями. Возникающая оптическая разность хода пропорциональна величине напряжения (lj;

Недостатком данного способа является невозможность определения данного параметра у непрозрачных материа- лов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения внутренних напряжений в материалах, включающий предварительное механическое вздействие на материал для лучшего выявления внутренних напряжений (21.

Недостатком известного способа является малая его чувствительность из-за незначительного сдвига положения максимума полосы поглощения при небольших внутренних напряжениях в материале.

Цель изобретения — повышение чувствительности .способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения внутренних напряжений в материалах, включающем предварительное воздействие на материал для лучшего выявления внутренних напряжений, воздействие на материал осуществляется ионизирующим из" лучением, определяют величины электрической прочности материала в эависимости от дозы воздействующего ионизирующего излучения и по смещению максимума этой зависимости на шкале доз судят о наличии и величине внутренних напряжений.

Для объективного сравнения величин электрической прочности материалов, величину электрической прочности определяют при постоянной для всех образцов скорости подъема высокого напряжения до напряжения пробоя материала.

Это необходимо для исключения изменений электрической прочности материала, связанных с временным фактором.

На фиг. 1 представлена зависимость электрической прочности (Едр) от дозы гамма-излучения для сополимера гексафторпропилена с винилиденфтори-. дом, облученного в ненапряженном состоянии l, в напряженном состоянии после действия ориентационной вытяжки на 1001 — 2 и на 2003 — 3; на фиг. 2 — зависимость Едр от дозы электронного облучения для исходного — 4 и вытянутого íà 200 — 5 модифицированного тетрафторэтилена; на фиг. 3 — зависимость дозы облучения, при которой проявляется максимум Ez> от степени ориентации для двух вышеприведенных случаев; на фиг. 4 — зависимости электрической прочности от дозы гамма-излучения для полиамидных пленок, облученных в нагруженном состоянии при нагрузках 0,25 кг/мм" (6), 1 кг/мм (7) и 2 кг/мм" (8); на фиг. 5 — тарировочный график для определения величины внутренних напряжений в полиамидных материалах, построенный на основе зависимостей показанных на фиг. 4. Здесь 6- величина напряжения, Π— доза облучения, при которой появляется максимум Ея . личии внутренних напряжений в полимере. Если таковые имеются, на зависимости E „< — — f(0) появляется максимум. С ростом величины внутренних напряжений максимум. сдвигается в сторону меньших доз.

Качественно аналогичные зависимости наблюдаются и для других полимеров (фиг. 2).

10 После этого строят тарировочные графики зависимости величины степени ориентации от величины дозы облучения, 15

40 при которой наблюдается максимум электрической прочности (фиг. 4). Имея тарировочный график, можно определить степень ориентации материала. Для этого полимерный материал с неизвестной степенью ориентации подвергают действию облучения, определяют электрическую прочность и дозу, соответствующую максимуму электрической прочности.

Далее по найденной дозе (О „ ) по тарировочному графику (фиг. 4 ) определяют степень ориентации.

П р и и е р 2. Полиамидную пленку переводят в напряженное состояние, прикладывая одноосно нагрузку

0,25 кг/мм, 1 кг/мм и 2 кгlмм .. В таком состоянии пленку облучают и определяют значения доз облучения, при которых наблюдается максимум Eр .

Зависимости Е„ от дозы гамма-облучения представлены на фиг, 4. После этого строят тарировочный график зависимости дозы облучения, при которой наблюдается максимум Еп, от величины напряжения (фиг. 5). По тарировочному графику определяют величину внутреннего напряжения в полиамидном материале.

Пример 1. Полимерную пленку сополимера гексафторпропилена с винил45 иденфторидом повергают ориентационнои вытяжке на 100 6 и 200"ь. Образцы этой пленки подвергают действию гаммаизлучения от кобальтового .источника излучения до доз 10, 10, 10, 10

3 4 5

10, 10т, 10 Рентген. Затем облученные образцы помещают между электродами, подключенными к источнику высокого напряжения, увеличивают величину электрического поля до пробоя пленки и определяют величину электрической прочности Е„р . Строят зависимость электрической прочности от дозы облучения (фиг. 1), и по ней судят о наПрименение предлагаемого способа определения внутренних напряжений в материалах позволяет обнаруживать и определять величины внутренних напряжений, возникающих в материалах под влиянием различных физико-химических факторов, По данному способу можно: более точно фиксировать внутренние напряжения у прозрачных материалов, а также определять этот параметр у непрозрачных материалов произвольной толщины и формы. Кроме определения внутренних напряжений предложенным способом возможно определять неизвестную степень ориентации вытяжки полимерных материалов.

Формула изобретения

883724

160 уО 7Я7ч 777 70 фиг. 7

100

Яози облучения, P

Фяг.,3

Способ определения внутренних напряжений в материалах, включающий предварительное воздействие на материал для лучшего выявления внутренних напряжений, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности способа, воздействие на материал. осуществляют ионизирующим излучением, определяют величины электрической прочности материала в зависимости от дозы воздействующего ионизирующего излучения и по смещению максимума этой зависимости на шкале доз судят о наличии и величине . внутренних напряжений.

S Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Иетоды испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов". Под ред. Туманова А.Т.

to M., "Иашиностроение", 1973, том. 3, с. 127.

2. Патент СССР и 305675, кл. G ц1 N 19/08,,опублик. 1967 (прототип). ц л

Ъ ь

Ъ ь

883724

4,Нг)ни

Составитель Т. Владимирова

Редактор П. Ортутай Техред Е.Гаврилешко Корректор С. Шекмар

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 102!2/65

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Пооектная, 4

10" фиг.4

Йоьа,Р

Яф