Способ определения объемной сжимаемости образца из оптически чувствительного полимерного материала Советский патент 1985 года по МПК G01B11/16 

сд

00

сл Изобретение относится к исследова ниям оптико-механических свойств замораживаемого оптически чувствительного материала. Известен способ определения объем ной сжимаемости полимерного материала, заключающийся в том, что изготав ливают образец, помещают его в цилиндрический корпус, заполняют корпу рабочей жидкостью, создают в корпусе давление перемещением поршня и определяют объемную сжимаемость поли мерного материала fl j. Недостатком этого способа является невысокая -точность определения объемной сжимаемости, вызванная тем, что не учитывается деформация корпуса под действием давления. Наиболее близким к изобретению является способ определения объемной сжимаемости образца из оптически чувствительного полимерного материала, заключаюпщйся в том, что изготавливают образец в виде коро кого цилиндра, помещают его в герметичный сосуд, нагрзшают всесторонним давлением, измеряют величину давления и деформационную характеристику материала образца, по которым определяют объемную сжимаемость образца 2. Недостатком этого способа являетс невысокая точность определения объем ной сжимаемости при температуре зам раживания (высокоэластического сос тояния) полимерного оптически чувст вительного материала вследствие того, что температурные расширения сосуда, рабочей жидкости и измерительных приборов вносят погрешность в результаты измерений. Цель изобретения - повьшение точности определения объемной сжимаемости образца из оптически чувствительного полимерного материала. Цель достигается тем, что согласно способу определения объемной сжимаемости образца из оптр1чески чувствительного материала, заключающемуся в том, что изготавливают образец, помещают его в герметичный сосуд, нагружают всесторонним давлением, измеряют величину давления и деформационную характеристику материала образца, по которым опреде ляют объемную сжимаемость образца, образец выполняют составным из поли мерной и металлической частей, поли меризуют оптически чувствительную часть образца, нагружают образец и охлаждают его под нагрузкой, измеряют остаточный оптический эффект, замороженный в полимерной части образца, который принимают в качестве деформационной характеристики. На фиг.1 показана схема нагружения образца для определения объемной сжимаемости оптически чувствительного полимерного материала;. на фиг.2 и фиг.З - фотографии картин полос в продольных и поперечных срезах двух образцов; на фиг.4 зависимость от радиуса разности кольцевых и радиальных напряжений в полимерной части образца. Способ осуществляется следующим образом. С применением метода точного литья образец 1 (фиг.1) выполняют составным из полимерной (эпоксидный компаунд ) и металлической частей в виде толстостенного цилиндра, полимериззтот оптически чувствительную часть образца по режиму, который обеспечивает в составном образце нулевые температурно-усадочные напряжения при замораживании. Это достигается введением в эпоксидный компаунд катализатора на основе фенола (УП-606/2), что понижает начальную температуру полимеризации и уменьшает полимеризационную Образец 1 при наивысшей усадку температуре полимеризации помещают в герметичный сосуд 2, нагружают всесторонним давлением Р и охлаждают под нагрузкой до комнатной температуры. Вследствие различной сжимаемости полимера и металла в оптически чувствительной части образца под действием давления возникнут сдвиговые деформации, которые зафиксируются при охлаждении. Измеряют остаточный оптический эффект, вызванный этими деформациями и замороженный в полимерной части образца, который принимают в качестве деформационной характеристики. Пример .Испытывают образцы со следующими характерными размерами полимерной части: внешний диаметр 2ъ-(8 мм, внутренний 2а, причем Ь/а 3, 1,, толщина стального корпуса 2,5 мм. Давление 18 МПа, модуль зшругости полимера Е 15,4 МПа. Для стали Е 2,1 40 МПа, коэффициент Пуассона V 0,33. На фиг.2 и 3 показаны фотографии картины пол в продольных и поперечных срезах двух идентичных образцов, один из которых нагружен всесторонним давлением, а второй, контрольный, проходит аналогичньй режим без нагрузк Поскольку в контрольном образце оптического эффекта нет, картина полос в основном образце характеризует деформации полимера только от давления. Для вычитания модуля объемной сжимаемости полимера К Е/3 (1-2) необходимо определить величину (1 2). Ее определяют по остаточному оптическому эффекту в поперечном с зе нагруженного образца по формуле , m - порядок полос интерференции центральном поперечном срезе, изме ный на расстоянии г от оси образца приведенный к единичной толщине; (е,И,о; цена полосы оптически чувствительного полимерного материала;Р - давление. На фиг.4 показана зависимость разности ((эо - г ) кольцевых и радиальных напряжений в полимерной части образца от радиуса. Расчетная кривая получена при ) 0,4992. Это значение коэффициента Пуассона вычислено по формуле (1). Кружочками отмечены экспериментальные значения, определенные по картине полос путем умножения порядка полосы на цену полосы. После подстановки численных значений в формулу (1) получим К 3,2 -ЮЗ МПа. Зная коэффициент объемной деформации К, по величине гидростатического давления Р можно определить относительную объемную деформацию е р/к. Предлагаемый способ позволяет заметно повысить точность определения объемной сжимаемости образца из оптически чувствительного полимерного материала и уточнить значение коэффициента Пуассона оптически чувствительных замораживаемых материалов.

Фиг.2

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ СЖИМАЕМОСТИ ОБРАЗЦА ИЗ ОПТИЧЕСКИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, заключающийся в том, что изготавливают образец, помещают его в герметичный сосуд, нагружают всесторонним давлением, измеряют величину давления и деформационную характеристи,ку материала образца, по которым определяют объемную сжимаемость образца, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, образец выполняют составным из полимерной и металлической частей, полимеризуют оптически чувствительную часть образца, нагружают образец и охлаждают его под нагрузкой, измеряют остаточный оптический эффект, замороженный в полимерной части образца, который принимают в качестве деформационной характеристики. сл