Способ испытания резин при воздействии потока газа Советский патент 1992 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к физико-меха.ническим испытаниям резин.

Известен способ испытания резин при воздействии потока газа, заключающийся в том. что подают поток газа на испытуемую поверхность образца резин с определенной температурой на входе и регистрируют измёнение массы образца.

Недостатком способа является н«(дретаточная точность определения начала разрушения, так как фиксируется потеря массы образцов, определяемая чувствительностью измерительного прибора, и не оценивается появление поверхностных трещин, не связанных с потерей массы.

Целью изобретения является повыше ние точности определения начала разрушения образца за счет использования более чувствительного к разрушению параметра испытания.

В качестве параметра регистрируют температуру резины в приповерхностном слое, а за начало (эазрушения принимают момент времени, соответствующий изменению знака производной температуры по времени.

На фиг, 1 изображена схема установки для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - диаграммы изменения температуры в массиве резин на основе различных типов каучуков: резина на основе С К Н-26 (а), резина на основе СКТФТ-50АМТ + СКТФТ - 100НТ (б), резина на Основе наирита СКМС-10 (в).

Способ реализуется следующим образом.

Через редуктор 1, позволяющий изменять и поддерживать заданное значение входного давления, нагреватель 2, регулирующий температуру струи таза и снабженный термопарой 3, регистрирующей

изменение температуры газа, давление, предварительно измеряемое манометром 4, подается в неподвижное сопло 5. С помощью подвижного столика б, подводят резиновый образец 7 к соплу 5. в гСчассив которого введена термопара 8, соединенная, как и термопара 3. с регистрирующим прибором 9.

Способ осуществляется следующим образом.

Термопару 8 вводят в образец 7. который устанавливают на подвижный столик 6 с заданным расстоянием относительно сопла 5. С помощью редуктора 1 задают давление газа на входе с заданной температурой. На регистрирующем приборе 9 фиксируют температуру в приповерхностном слое резинового образца. На выходе из сопла 5 температура газа понижается за счет его адиабатического расщирения, при разрушении образца 7 наблюдается повышение температуры в массиве, которое указывает на наличие разрушения. Градиент температур убывает по радиусу и толщине образца 7.

Пример. Используют предлагаемый способ для определения начальной стадии разрушения резин на основе отдельных типов каучуков с различными типами поперечных связей и степенью наполнителя, при этом варьируется условная прочность резин в пределах 2-10 МПа.

Испытания проводят при комнатной температуре и температуре газа на выходе из сопла 22 - (-15)°С в зависимости от расхода газа.

Результаты испытаний резин на основе прлибутадиена, наирита, кремнеорганических каучуков и сополимеров бутадиена со стиролом или акрилонитрилом приведены в taблицe...

На диаграммах {фиг.2) показаны харак-, терные кривые изменения температуры в массиве резинового образца во времени при разрушении образца под действием высокоскоростного потока газа. Изменение температуры фиксируют спомощью термопары и потенциометра КСП-4, На диаграмме (фиг.2а) имеет место резкое повышение температуры до 78°С на 12-й минуте после начала эксперимента, что соответствует одной магистральной вертикальной трещине. Пикообразный характер изменения температуры (фиг.2а) соответствует образованию трещин на поверхности образца.

На диаграмме (фиг.26), начиная с пятой минуты, происходит повышение температуры до 58°С, а затем она падает до комнатной температуры к десятой минуте, что соответствует усталостному характеру разрушения, когда микротрещины накапливаются в материале. Большая продолжительность тепловыделения (фиг.26) .соответствует усталостному характеру разрушения.

На диаграмме (фиг.2в) на четвертой минуте температура поднимается до 64°С, к пятой минуте возрастает до 88°.С, затем понижается до комнатной на шестой минуте, в

данном случае реализуется два механизма разрушения; сначала идет усталостное разрушение, впоследствии сменяющееся ростом магистральной трещины. На фиг. 2в показано изменение температуры при

сложном механизме разрушения, когда сразу два механизма разрушения: трещинообразование и усталостное накопление микротрещин.

Таблица, где представлены результаты

испытаний резиновых образцов при воздействии потока газа, позволяет сравнить результаты определения начальной стадии разрушена н по потере массы и температуры в массиве резинового образца.

В таблице даны значения температуры 8 массиве резинового образца, при которой наблюдается начальная стадия разрушения. Разброс данных по температуре определяется неоднородностью микрообьема

материала и микронеровностью поверхности на которой происходит разрушение . Для сравнения в таблице представлены значения средней массы образцов до и после испытаний. Как видно из приведенных

данных, при начальной стадии разрушения потери массы не наблюдаются, а разброс данных определяется погрешностью электронных аналитических весов ВЛА-200Г-М.

Указанные данные подтверждают преимущества предлагаемого способа определения начальной стадии разрушения резин при воздействии потока газа.

Формула изобретения

Способ испытания резин при воздействии потока газа, заключающийся в том, что подают поток газа на испытуемую поверхность образцарезины и регистрируют параметр, по которому судят о начале разрушения образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения начала разрушения образца за счет использования более чувствительного к разрушению параметра испытания, в качестве параметра регистрируют температуру резины в приповерхностном слое, а за начало разрушения принимают момент времени, соответствующий изменению знака производной температуры по времени.

6

Шиг:)

Изобретен«|ь§^ относится к физико-механическим испыта'Рг»йм,45езин. Целью изо* бретения является повышёние точности определения начала разрушения образца за счет использования более чувствительного к разрушению параметра испытания. Ддя этого подают поток газа на испытуемый образец резины и (эегистрируют температуру рез^ины в приповерхностном слое, а за нача- по разрушения принимают момент времени, соответствующий изменению знака производной температуры по времени. 2»ил., 1 табл.