Способ создания внутренней трещины в образце полимерного материала Советский патент 1985 года по МПК G01N3/00 

4

О

ел

////////////// ///////////// фиг.Ч

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств 1материала, а именно к способам создания внутренней трещины в образцах полимерного материала.

По основному авт. св. № 1065722 известен способ создания внутренней трещины в образце полимерного материала, заключающийся в том, что нагруженный образец нагревают в среде с температурой выше температуры стеклования материала образца, выдерживают образец при этой температуре до перехода поверхностных слоев в высокоэластическое состояние и образования внутренней трещины в образце, а в момент образования трещины ограничивают удлинение образца 1.

Недостатком известного способа является его низкая точность, поскольку трещина, возникающая в средней части образца, распространяется в высокоэластическую область.

Целью изобретения является повыщение точности путем локализации трещины.

Указанная, цель достигается тем, что согласно способу создания внутренней трещины в образце полимерного материала образец предварительно нагревают до перехода полимерного материала в высокоэластическое состояние, воздействуют на него усилием, создающим деформацию, противоположную по знаку деформации образования внутренней трещины, охлаждают образец ниже температуры стеклования и перед нагружением снимают усилие с образца.

Это позволяет увеличить внутренние напряжения в средней части образца, вызывающие образование внутренней трещины, и локализовать размеры трещины путем создания сжатых зон в поверхностных слоях.

На фиг. 1 изображен цилиндрический образец для образования трещины при растяжении; на фиг. 2 - схема предварительного нагружения образца сжатием; на фиг. 3 - схема создания предлагаемым способом трещины при растяжении; на фиг. 4 - образец для образования трещины при кручении; на фиг. 5 - схема предварительного нагружения образца кручением.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец 1 полимерного материала нагревают до перехода в высокоэластическое состояние и воздействуют на него усилием, создающим предварительную деформацию, противоположную по знаку деформации образования внyтpeннeй трещины. Например, образец для образования внутренней трещины при растяжении нагружают сжатием (фиг. 2), а образец, для образования внутренней трещины при сдвиге - кручением (фиг. 4). После достижения предварительной деформации образец охлаждают ниже температуры стеклования и после охлаждения снимают усилие с образца.

Затем образец для образования внутренней трещины при растяжении закрепляют в захватах 2 и 3 испытательной установки. К нижнему захвату 3 присоединяют поддон 4 с грузами 5 и нагружают образец I растягивающим осевым усилием. Ниже поддона 4 устанавливают регулируемую опору 6, которая ограничивает удлинение образца 1.

Нагруженный образец помещают в нагревательное устройство (не показано) и проводят нагрев образца в среде с температурой выще температуры стеклования материала образца. Например, для образца, из эпоксидной смолы горячего отверждения температура среды составляет 140- 150°С. Выдерживают образец при этой температуре до перехода поверхностных слоев в высокоэластическое состояние. В это время внутренняя часть образца остается

твердой в стеклообразном состоянии. Площадь сечения этого твердого материала уменьшается с увеличением времени выдержки при повыщеннойтемпературе. Предварительное сжатие образца и охлаждение его при соблюдении условия постоянства достигнутой предварительной деформации существенно увеличивает сжатие поверхностных слоев во время выдержки при повышенной температуре. Это приводит к локализации растянутой зоны и увеличивает

- внутреннее усилие растяжения твердой сердцевины образца. При уменьщении ее площади до критической при приложенной нагрузке происходит разрушение сердцевины и образование внутренней .трещины. Для уменьшения нагрузки в момент образования

0 трещины вертикальное перемещение поддона ограничивают регулируемой опорой и, таким образом, ограничивают удлинение образца. На образец 7 (фиг. 4) для создания внутренней трещины при сдвиге предварительно воздействуют усилием кручения (фиг. 5), а затем выполняют операции аналогично описанным, используя нагружение кручением в противоположном направлении.

Изобретение позволяет повысить точность

0 создания внутренней трещины в образце полимерного материала путем предварительного создания в нем внутренних усилий, обеспечивающих локализацию трещины.

///////////

/////////////// f7/77///77/7/

////////////

Р фиг.2

Г