Оптически чувствительный анизотропный модельный материал Советский патент 1988 года по МПК G01B11/16 

4 О1

о

СП СП

Изобретение относится к исследованию напряжений и деформаций в конструкциях из анизотропных материалов на моделях поляризационно-оптическим методом.

Цель изобре.тения - повышение точности моделирования и снижение трудоемкости изготовления материала посредством использования слоев древесного шпона и пластин из оптически чувствительного полимерного материала,

П р и м е р. Проведено моделирование углепластика Если при соблюдении геометрического подобия выполняются условия

EV

I } /.. - V-л - Л

м «ч

.

Gvu

(5j)

Vp- л j xy

M

- (VjM (VX)H,

распределение напряжений и деформаций будет одинаково, при этом Ей, ,, V - модуль упругости, модуль сдвига и коэффициент Пуассона натуры (н) и модели (м), Индексы X и у обозначают оси вдоль, и поперек волокон. Углепластик является сильноанизотройным материалом:

Ех ос. 35;

JXM

15; YX 0,31,

G д.

Поэтому модельный материал должен быть также сильноанизотропным. Древесные шпоны различных пород имеют широкий спектр соотношений упруг характеристик , Для модельного материала выбран еловый шпон, у которог хорошее совпадение по соотношению

Jl- ,

модулей: ---- 39;

GXU.

.0,33..

GXL

1;

У.

Материал изготавливается склейкой слоев шпона между собой, затем полученный анизотропный пакет приклеивают к полимерной эпоксидной основе, представляющей собой пластинки Me- няя количество и ориентацию слоев, а также толщину пл астинок .основы, получают модельный материал, который подобен по упругим характеристикам конструкционному углепластику с определенной укладкой.

Материал на основе древесного шпона обладает более ширстсим диапазоном

0

5

0

свойств; например, для моделирования стеклопластика на основе нити из волокна ВМ1 можно использовать бук или клен. Кроме того, предлагаемый материал по отношению к известному проявляет новое свойство, облегчающее моделирование по подобно упругих характеристик. Это свойство заключается в том, что жесткость древесного шпона (модуль упругости) гораздо меньше, чем у стеклошпона, и сравнима с жесткостью эпоксидной -основы, которая является изотропным материалом Поэтому, меняя процентное соотношение составляющих материала, можно легко изменить соотношения коэффициентов упругостио Точные значения подсчитываются по теории споистых пластин по формуле

-Зш . ;зо

(

Е

GX

1

, Эы

t эш + Е tqui

0

где

ЭЫ

толщина слоев древесного шпона;

t ° - толщина пластин эпок- . сидной основы.

Это позволяет, кроме самой уклад ки слоев, более гибко регулировать упругие.характеристики модельного t териала, что обеспечивает возможность более точного переноса резуль татов эксперимента на натуру из кон струкционного композиционного материала.

На плоских образцах из модельного материала исследуют концентрации напряжений в отверстиях, расположенных возле края пластины. Наблю дается картина изохром и изоклин, которая регистрируется с помощью отражательного полярископа.

Эффект от использования предлагаемого материала состоит в возможности решения на моделях целого ряда задач механики конструкций из композиционных материалов, которые ранее из-за сложносфи реализации существующих технических решений и невозможности создания модельных маге- риалов с широким диапазоном свойств . решались ограниченно и не нашли применения в практике проектирования

Формула изобретения

Оптически чувствительный анизотропный модельньй материал, содержа3 14150554

щий основу из оптически чувствитель-зотропная компонента материала выпо,Л

ного полимерного материала и анизо-иена из слоев древесного шпона, а остропную компоненту, отличаю-нова изготовлена в виде пластин, закщ и и с я тем, что, с целью повьппе-g репленных на наружной поверхности

ния точности моделирования и сниже-слоев анизотропной компоненты матения трудоемкости изготовления, ани-риала.

Изобретение относится к исследованию напряжений и деформаций в конструкциях из анизотропных материалов на моделях поляризационно-оп- тическим методом. Цель изобретения - повышение точности моделирования н снижение трудоемкости изготовления материала посредством использования слоев древесного шпона и пластин из оптически чувствительного полимерного материала. Для этого слои древесного шпона склеивают между собой. Затем полученный анизотропный пакет приклеивают к полимерной основе, ; представляющей собой пластинки. Меняя количество и ориентацию слоев, а также толщину пластинок полимерной основы, получают модельный материал, подобный по упругим характеристикам натурному анизотропному материалу i V С