Способ определения коэффициента фильтрации связующего неотвержденных армированных композиционных материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для определения фильтрационных характеристик полимерного связующего в армированных материалах, изготовленных методом намотки, и может быть использовано в машиностроении, судостроении и авиастроении для количественной оценки коэффициента армирования кошюзиционшсх: материаЛов.

Известен способ онределения коэффициента фильтрации пористой среды путем создания избыточного давления в цилиндре посредством . Наличие подвижных частей не позволяет обеспечить достаточную герметичность При исследовании фильтрации полимерного связующего в армированных материалах на ранних стадиях отверждения возможно приклеивание поршня к цилинДРУ что приводит к получению неправильных результатов ll.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническом .решению является способ определения коэффициента фильтрации связующего неотвержденных армированных композиционных материалов, заключающийся в укладке армирующего материала, нанесении на него связующего и приложении одностороннего избыточного давления. Величина-коэффициента фильтрации определяется по объемному расход

связукнцего 2} .

Известный способ имеет существенные ограничения, особенно для определения коэффициента фильтрации намоточных композиционных материалов.

Во-первых, не учитывается влияние натяжения армирующего материала на величину давления между намотанными слоями, что в значительной мере определяет величину коэффициента фильтрации,

Во-вторых, укладку выполняют сухи армирукщим материалом. В реальных производственных условиях эта операция производится с предварительно нанесенным связующим.

Указанные причины и другие факторы, обусловленные существенным отличием известного способа от реальных условий при изготовлении (намотке) армироваиньк композиционных материнлов ведут к значительным погрешностям при определении; коэффициента фильтрации в намоточр1ых композитах.

Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента фильтрации связующего неотвержденных армированных композиционных материалов

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определени коэффициента фильтрации связующего неотвержденных армированных композиционных материалов, заключакщемуся в укладке армирукщего материала, нанесении связующего и приложении од ностороннего избыточного давления, укладку вьшолняют путем намотки предварительно пропитанного связующим армирующего материала на жесткую цилиндрическую разжимную оправку, разжимают оправку в радиальном направлении и регистрируют изменение усилия разжатия во времени, а коэффициент фильтрации е определяют по формуле,

«.lb,i

где Pj и Р - начальное и текущее

значения усилия разжатия ; R - радиус цилиндрической

части оправки, Е - модудь упругости армирующего материала в окружном направлении; t - текущее значение времени. На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый способ.

Порядок определения коэффициента фильтрации состоит в следующем.

Сначала наматывают на разжимную оправку, состоящую из двух прлуколец 1 и 2, армирующий материал, предварительно пропитанный- связующим (начало и конец наматываемой ленты закрепляют) . Затем разжимают оправку вращением гайки 3 при неподвижных винтах 4 и 5 и регистрируют при помощи силоизмерителя 6 начальное усилие разжатия. Через промежуток времени t снимают показания усилия разжатия Р и по формуле определяют коэффициент фильтрации связующего.

Пример определения коэффициента фильтрации неотвержденного полуфабриката на; основе связующего ЭДТ-10 и армирующего материала ЖСВМ.

Армирующий материал наматывают (предварительно пропитанньм связующим ЭДТ-10) с натяжением 150 Н/жг. (около 5% от разрывной нагрузки) в 10 слоев. Затем разжимают оправку Э1 до Pjj-25000 Н. По истечении t 300 с величина Р снижается до 19000 Н. Если радиус оправки R 0,075 м и модуль упругости армирующего материала вдоль волокон 10 н/м2 , о 0,073 р 25000 7,35ld t9000 Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения коэф 1ициента фильтрации свяэукяцего намоточ ньвс ко в10зиционных материалов с учетом технологических особенностей фор 19 мования материала изделия. При этом используется приспособление многоразового пользования, не требуется специальной измерительной аппаратуры (в силоизмерителе используется обычный тензорезистор), значительно увеличивается производительность (в 5-10 раз по сравнению с известным способом). Уточненная зависимость коэффициента фильтрации от техноло- , гических параметров позволяет регулировать коэффициент армирования в намоточных изделиях, в частности при использовании разжимных оправок для изготовления оболочечных конструкций,

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЩ ЕНТА ФИПЬТРАШШ СВЯЗУЮЩЕГО НЕОТВЕРЖДЕННЫХ АРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, эаключакнцийся в укладке армирующего материала, нанесении на него связующего и приложении одностороннего избыточного давления. отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, укладку выполняют путем намотки предварительно пропитанного связующим армирующего материала на жесткую цилиндрическую разжимную оправку, разжимают оправку в радиальном направлении и регистрируют изменение усилия разжатия во времени, а коэффициент фильтрации Эе определяют по формуле ni р e.f, где Рр, и Р начальное и текущее значения усилия разжатия; R радиус гцшиндрической части оправки, Е модуль упругости армирующего материала в окружном направлении; текущее значение времени. to ND О