Способ определения физико-механических характеристик материалов Советский патент 1985 года по МПК G01N3/10 

Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к определению физико-механических характеристик образцов материалов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения определения поверхностного натяжения и поперечной вязкости. На фиг.1 представлено устройство дпя реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - экспериментальная зависимость для определения поверхностного натяжения и поперечной вязкости. Устройство содержит заполненную жидкостью камеру 1, на которой с помощью фланца 2 закрепляют по коль цевому контуру листовой образец 3,. средство нагружения, выполненное в виде установленного с возможность вертикального перемещения столика 4 с приводом 5 и датчиком (не. показан) перемещения и заполненного жидкостью сосуда 6, сообщенного трубкой 7 с полостью камеры 1, осветитель 8 и фотоэлемент 9, установленные на столике 4 и служащие для измерения уровня жидкости в сосуде 6,и средство регистрации в виде самописцев 10 и 11, связанных соответственно с датчиком пере мещения и фотоэлементом 9 и служащ доя регистрации зависимостей перемещения столика 4 и уровня жидкоети в сосуде 6 от времени. . Способ определения физико-механ ческих характеристик материалов ос ществляют следующим образом. На камере 1 с помощью фланца 2 закрепляют по кольцевому контуру листовой образец 3, например пленк полиэтилена. Со стороны фланца 2 на образец 3 подают среду, относительно которой определяют поверхностное натяжение. При необходимости определения характеристик об раз.ца 3 при определенной температу ре камеру 1 с образцом 3 термостати руют. Для нагружения образца 3 жид костью под давлением перемещают вверх столик 4 и одновременно регистрируют во времени изменение положения Нл, столика 4 относительно начального и изменение уровня Н жидкости в сосуде 6. Деформацию образца 3 (стрелу прогиба h, равную высоте шарового сегмента) и давлерие Р, воздействующее на образец 3, как функции от времени Г определяют из соотношений V 7- h (3a2+h2); V HS Р /(H +ho-h-H), где V - объем шарового сегмента под образцом 3 а - радиус образца 3j Sc - площадь полости сосуда 6} Р - плотность жидкости-, . hj, - поправка, учитьшающая сжимаемость жидкости и yrt pyгyю деформацию камеры 1. . h(j определяют в ходе .предварительного эксперимента при замене образца жесткой пластиной как изменение уровня в сосуде 6 при подъеме столика 4 на величину Н„. При определении характеристик образца исходят из того, что энергия, затраченная на изменение объема V жидкости под образцом 3 при его всестороннем плоском растяжении, равна сумме энергий, затраченных на упругую деформацию, необратимое течение и изменение величины поверхности. Уравнения баланса энергий в интегральной и дифференциальной (в единицу времени) формах имеют вид 5pc3V - nV,lMV( (4) .ееп.. где tJ - модуль упругости i Vp - объем образца 3} - деформация всестороннего плоского растяжения-, Ii2 . dZ . г -- 1 поперечная вязкость образ - скорость необ13атимого течения образца; 2h(a2+h2) dh где н в поверхностные натяжения соответственно наружной и внутренней поверхности образца при уело3ВИИ, что стороны образца контактируют с различными средами (при оди наковых средах соответственно измен ние величин наружной и внутренней поверхности образца (). Совместное решение уравнений (5) при условии .S ,2:(i является уравнением прямой вида М-Т .Ц , ..njlMV г; Y- ---- , -8 й5 734 Представляя уравнение (7) графически (фиг.2, испытуемый образец - пленка полиэтилена), определяют поверхностное натяжение Е6)ц (при н- ) поперечную вязкость ч. Подставляя полученные значения Zd И fj. (5), определяют модуль упругости J. В случае, если величины Zdi и IL зависят от , то график функции f (f не будет являться прямой. В зтом случае определяют локальные значения Z d и rj.,проводя касательные к полученной кривой в различных точках. В момент разрушения образца 3 определяют предельную деформацию и предел прочности на растяжение.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что листовой образец закрепляют по кольцевому контуру, нагружают образец жидкостью под давлением и измеряют - 7 .j давление жидкости и деформацию образца, по которым определяют его характеристики, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения определения поверхностного натяжения и поперечной вязкости,.перед нагружением на противоположную, относительно воздействия давления жидкости, поверхность образца подают среду, относительно которой определяют поверхностное натяжение, а в ходе нагружения регистрируют зависимости давления жидкости и деформации SS образца от времени, которые исполь(Л зуют при определении физико-механических характеристик. 00 ел О9