Электрогидравлическое устройство для высокоскоростных испытаний материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N3/30 G01N3/317 G01N19/04 

Изобретение относится к исследованию, прочностных свойст материалов а именно к электрогидравлическим устройствам для высокоекоррстных испытаний материалов, и может быть использовано для определения адгезии микроволокон к полимерной матрице при скоростях до Известно электродинамическое устройство для высокоскоростного нагружения материалов растягивающим усилием, содержащее батарею конденсаторов и подключенную .к ней катушку, индуктивности, и прикрепленный к образ цу нагрузочный стержень из магнитноIo материала, помещенный в поле катушкиНедостатком данного устройства является невозможность достижения . скоростей нагружения порядка . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электрогидравлическое устройство для высоко скоростных испытаний материалов, содержащее заполненную жидкостью камеру с крышкой, установленные в камере электроды, подключенные к генератору импульсных токов, соединенный с камерой силовозбудитель, включающий цилиндрический корпус с установленным в нем поршнем и. соосно расположенные и служащие для крерле,ния к ним образца нагружающий стержень, соединенный с поршнем, и стержень-динамометр, соединенный с основанием 2 . Недостатком известного устройства является низкая точность испытаний, в особенности определения динамической адгезии микроволокон к полимерной матрице, поскольку для обеспечения задержки импульса нагружения на время, необходимое для его регистрации без электромагнитных помех, обус ловленных разрядом батареи конденсатора импульсных токов, требуется использование длинного стержня, пере дающего нагрузку на образец. Однако в длинном стержне возможно возникновение изгибных колебаний, приводящих, к преждевременному разрушению микроволокон-. Целью изобретения является повыг шение точности испытаний, в особенности определения динамической адгезии микроволокон к полимерной матрице, за счет исключения изгибных коле баний стержня передающего нагрузку на образец. Цель достигается тем, что в элек трогидравлическом устройстве .для вы сокоскоростных испытаний материалов содержащем заполненную жидкостью ка меру с крышкой, установленные в кам ре электроды, подключенные к генера тору импульсных токов, соединенный с камерой силовозбудитель, включающий цилиндрический корпус с установленным в нем поршнем и соосно рас- I положенные и служащие для крепления к ним образца нагружающий стержень, соединенный с поршнем, и стерженьдинамометр, соединенный с основанием, соединение камеры с корпусом силовозбудителя осуществлено посредством двух трубчатых переходников, один из которых соединён с камерой, а другой - с корпусом, и расположенного между ними трубчатого жидкостного волновода с вязкой жидкостью, который закрыт с обеих сторон мембранами из эластичного материала, причем внутренний диаметр жидкостного волновода равен внутренним диаметрам переходников, а его длина выбрана из условия обеспечения задержки .импульт са нагружения на время, необходимое, для его регистрации без электромагнитных помех, обусловленных разрядом батареи конденсаторов генератора импульсных токов. Наличие жкдкостного волновода с вязкой жидкостью позволяет использовать короткий стержень, передающий нагрузку на образец, и тем самым исключить, возможность его изгибных колебаний, приводящих к разрушению микроволокон образца, создать время задержки импульса нагрузки, необходимое тутя его регистрации без электромагнитных помех, обусловленных раз;рядом батареи конденсаторов генератора импульсных токов, обеспечить высокую скорость деформации образца благодаря большой интенсивности импульса нагру.зки и высоким передаточным возможностям жидкостного волновода. Выполнение внутреннего диаметра жидкостного волновода равным внутренним диаметрам переходников, исключает возникновение вторичных волн в местах стыков. .. На фиг, 1 изображено электрогидравлическое устройство для высокоскоростных испытаний материалов; на фиг.2 - осциллограмма импульса нагружения при определении адгезии микроволокон к полимерной матрице. Электрогидравлическое устройство для высокоскоростных испытаний материалов (фиг. 1) содержит заполненную жидкостью камеру 1 с крышкой 2, установленные в камере 1 электроды 3,подключенные к генератору импульсных токов (не показан). С камерой 1 соединен силовозбудитель, включающий цилиндрический корпус 4 с установленным в нем поршнем 5.. .. Устройство содержит также соосно расположенные и служащие для крепления к ним образца б нагружающий стержень 7, соединенный с поршнем 5, и стержень-динамометр 8, соединенный с основанием 9. Соединение камеры 1 с корпусом 4 силовозбудителя осуществлено посредством двух трубчатых пе реходников 10 и 11, первый из кото рых соединен, с камерой 1, а второй с корпусом 4, и расположенного межд переходниками 10 и 11 трубчатого жидкостного водновода 12 с вязкой жидкостью, который закрыт с обеих сторон мембранами 13 и 14 из эласти ного материала. Внутренний диаметр жидкостного волновода 12 равен внут ренним диаметрам переходников 10 и 11, а его 8 выбрана из усло вия обеспечения задержки импульса нагружения на время t , необходимое для его регистрации без электромаг нитных помех, обусловленных разрядом батареи конденсаторов генерато ра импульсных токов, которое рассчи тывается из соотношения (-&). скорость звука в вязкой жидкости волновода;. :. скорость звука в воде суммарная длина переходНИКОВ 10 и 11 и водяных каналов в корпусе 4 сило возбудителя, с Корпус 4 силовозбудителя закрыт крышкой 15 с установленными в ней ограничителем 16 хода поршня 5 и фторопластовьол подшипником 17, закрепленным с помощью гайки 18. Переходник 11 заполняется жидкостью через отверстие, закрытое пробкой 19. В устройстве установлены прокладки 20-22 для предотвращения просачивания рабочей жидкости. Стержень-динамометр 8 подключен к запоминающему осциллографу, с помощью которого регистрируют импульсы нагрузки. Электрогидравлическоё устройство для высокоскоростных испытаний материалов работает следующим обра.зом Высокое напряжение батареи KOiv денсаторов генератора импульсных токов создает электрический разряд между электродами 3, установленными в камере i; что вызывает в жидкости мощный импульс гидравлического давления. Распространяясь по внутреннему каналу переходника 10, импульс давления достигает мембраны 13. и возбуждает в вязкой жйдкост.ч волновода 12 волну сжатия, которая через мембрану 14 передается жидкости переходника 11. Далее давление жидкости через каналы в корпусе 4 силовозбудителя импульсно действует на поршень 5. Стержень 7, соединенный с поршнем 5, передает импульс нагруженчя на образец 6 и производит вьодергивание микроволокна из полимерной матрицы. Регистрацию импульса .нагружения осуществляют с помощью стержня-динамометра 8. . Поскольку внутренний диаметр жидкостного волновода 12 равен внутренним диаметрам переходников 10 и . 11, в местах стыков не происходит зарождения вторичных волн, искажающих основной ийпульс нагрузки... Значение мёэкфазной адгезии определяют из осциллограмм (фиг. 2) как ординату i точки, соответствующей максимуму импульса нагружения. Длину жидкостноговолновода 12 выбирают из условия обеспечения задержки импульса нагружения на время i , необходимое для его регистрации без электромагнитных помех, обусловленных разрядом батареи конденсаторов генератора импульсных токов и действующих в течение времени 44 i).. Таким образом,изобретение позволяе точнее определять адгезию.мш роволокон к полимерной матрице лри. скоростях до 10 с. ...

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧБСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ, содержащее заполненную жидкостью камеру с крышкой, установленные в камере электроддаг, подключенные к генератору импульсных токов, соединенный с камерой силовозбудитель, и «еюций цилиндрический корпус с установленньш на нем поршнем, и соосно расположенные и служаише для крепления к лим образца на- . гружаю&шй стержень, соединенный с t 2 3 2ff го. W посшнем, а стержень-динамометр, соединенный с основанием, отличающееся .тем, что, с целью повышения точности испытаний, в особенности определения динамической адгезии микроволокон к полимерной матрице, . за счет исключения изгибных коле.баний стержня, передающего нагрузку на образец, соединение камеры с корпусом силовозбудителя осуществлено посредством двух трубчатых переходников , один из которых соединен с камерой, а другой - с корпусом, и расположенного между ними трубчатого жидкостного волновода с вязкой жидкостью, который закрыт с обеих сторон мембранёши из эластичного материала, причем внутренний диаметр| жидкостного волновода равен диаметp iM пер еходников, а .его длина выбрат на из условия обеспечения задержки импульса .«агружения на время, необходимое для его регистрации без электромагнитных помех, обусловленных разряде батареи конденсаторов генератора импульсных токов. Косцимограугу