Способ определения модуля нормальной упругости образцов материалов Советский патент 1993 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к испытаниям материалов, в частности к способам опреде- лен ия модуля упругости, преимущественно эластомеров.

Известен способ опредэления модуля упругости образцов материала, зэкл ючаю- щипся в том, что к образ1.1. вдоль его оси прикладывают с помощью плит сжимаю- щуп нагрузку с постоянной скоростью относительной деформации и определяют величину нагрузки в процессе деформации. Это техническое решение предназначено для испытания длинномерных тонких образцов материала, нагрузку прйклады- saicJT к ним до момента потери устойчивости1. Модуль упругости определяют расчетным путем.

. Цель изобретения - повышение точности определения модуля упругости, преимущественно эластомера. : :

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения модуля уп- i ругости образцов материала, заключающем- ; ся в том,: что к образцу вдоль его оси прикладывают с помощью плит сжимающую нагрузку с постоянной скоростью относитель- ; ной деформации, определяют величину на- грузки в процессе деформации и определяют. расчетным путем с помощью закона Гука мо- дуль упругости, перед сжатием образца на его . торцы наносят смазку, ежи маюЩу1о т рен йе . измеряют дополнительно диаметры образца в месте контакта с плитами и в среднем сечении, величину модуля упругости определяют в соответствий с зависимостью j

VI

чэ

Сл

со ел

Изобретение относится к испытаниям материалов. Цель изобретения - повышение точности определения модуля упругости. Способ заключается в том, что на образец наносят смазку, сжимающую силу трения, измеряют деформацию, нагрузку и минимальный и максимальный диаметры сжимаемого образца материала, преимущественно эластомера, а затем в Соответствии с математическими зависимостями рассчитывают модуль упругости. Точность определения модуля упругости определяется точностью проводимых измерений и может быть достаточно высокой. 1 ил., 1 табл.... ....... ./...

1.332(1 e)(2D§+dj)

л d2 { dK + -g-jt jp-,sley 32 - 0,333 ( 1 - В ) ( 2 Dl Ч- oi ) }

(1)

где R

, н2(г-€)2+(Рб-ак)2

4 (D6-О)

99 2arcsin ,

2R

d,h - первоначальный диаметр и высота образца;

Е - коэффициент относительной деформации образца;

dK - диаметр образца в месте контакта с плитами;

DB - диаметр образца в среднем сечении (максимальный диаметр бочки);

R - радиус, характеризующий криволинейную поверхность сжатого образца;

(р - угол, характеризующий степень сжатия образца..

Представленные соотношения определяют модуль упругости эластомера в зависимости от геометрических параметров R и р, а также размеров dK и Об, характеризующих действительные поперечные сечения образца. Суть изобретения заключается в том, что в результате дополнительного измерения величин die и Об, расчетного определения величины R, р и Е устанавливается связь между действительными сечениями сжимаемого образца и модулем упругости. Модуль упругости Е вычисляется в соответствии с законом Гука, но величина, относительной деформации е берется относительно сечения образца, которое он приобрел бы при отсутствии сил контактного трения. Площадь, такого сечения лежит в интервале

л: О2,

d2

F0

Формул а изо брётени я Способ определения модуля нормальной упругости образцов материалов, по которому к испытуемому цилиндрическому образцу диаметром d и высотой h вдоль его оси прикладывают с помощью плит сжимающую нагрузку, обеспечивающую постоянную скорость относительной деформации, и определяют величину максимальной нагрузки в процессе деформации, по которой

;rd2 ..-o.333(1-Ј)(2 Об + d2)|

Способ осуществляют следующим образом.

Сжимали образец с d 73,45 мм и h 30 мм из полиуретана СКУ 7 на разрывной 5- машинке 2Д 10/90 со скоростью нагруже- ния 0,5 мм/мин. Использовали плиты с различной шероховатостью поверхностей, контактирующих с торцами сжимаемого образца.

10 На чертеже приведена схема сжатия (показана 1/4 образца), на которой обозначены: сжимаемый образец 1; плита 2; ,УЈ СОР р/2; AF Об/2; ВС dK/2; половинная высота образца с учетом относительной деформации - .

Измерения dK и Об проводили при фиксированных значениях усилия Р, в таблице приведены усредненные данные ряда изме- 20 рений. Модуль упругости определяли как среднее арифметическое полученных значений

v 1.979 + 1.903 л 0/м /а Е -------- 1,941 кг/мм .

Полученное значение модуля упругости лежит близко к известному значению Е

2 - (20 МПа) (Сиракуз В.И. и др. Момм

дуль Юнга эластомеров//Синтез и свойства

уретановых эластомеров/ М.: Химия - 1976 -с. 116-119). Разность этих значений является отклонением, характеризующим партию эластомера. Способ повышает точность

определения модуля упругости эластомеров, В соответствии со способом-прототипом имеем значения Ев точках 1 и 2:

40Е1 -||Щ 2,226 кг/мм2 и Е2 2,240 кг/мм2.

судят о модуле нормальной упругости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, перед сжатием образца на его торцы наносят смазку, снижающую агдезионную составляющую силы трения, а после сжатия измеряют диаметры образца в месте контакта с плитами dK, в среднем сечении образца Об и величину модуля нормальной упругости определяют по

формуле

о h2(1 -E)2+(P6-dK)2 ГД6 4(DB dO--- РЗДИ- ус криволинейной поверхности сжатого образца;

р-2.arcsin - -к-п- - - угол охватывающий торцы сжатого образца;

е- коэффициент относительной дефор- 5 мации образца.

7///7Z/.