Устройство для определения вязкопластических свойств материалов Советский патент 1977 года по МПК G01N11/08 

1

Изобретение относится к устройствам для испытания вязкопластических материалов, в частности, полимерных.

Известны устройство цля определения вязкопластическнх свойств материалов, содержащие.ллоскопараллельные плиты, между которыми сжимается образец 1.

Недостатком этих устройств является дискретность измерений.

Известно также устройство цля определения вяэкопластяческих свойств материалов, содержащее две плоскопараллельиые плиты, одна из которых соединена с приводом, датчики усилия и переметения 2 ..

С помотью такого прибора строятся зависимости толщины образца от временя при 4нксированном усилии н по этим зависимостям расчитьгеаются значения сопротивления сдвигу и коэффициента вязкости.. Для расчета сопротивления сдвигу берется равновесное значение толщины образца, соответствующее окончанию :вязкого; течения, а для расчета коэффициента вязкости берутся некоторые текущие -аиачения скорости перемещения плит Ч толщины образца.

Если испытывается стабильньтй материал (свойства которого не изменяются в процессе испытаний), то полученной информакни достаточно для характеристики вязкопластнческнх свойств.

Однако в этом устройстве необходимые для расчета величины находятся вручную, что снижает точность и производительность. определения вязкопластических свойств.

Недостатки особенно сильно проявляются при испытаниях нестабильных материалов, например, термореактнвных пластмасс в процессе отвержаения. Для получения достаточной информации приходится снимать серию кривых толщины образца - время при различных усилиях. В этом случае необхоаимо исгютывать большое число образцов. Неоднородность свойств образцов, в определении момента достижения равновесного с х;тояния и размеров зоны вязкого течения увеличивают общую погрешность опрепеленим показателей вязкопластических свойств. Кроме того, требуется выполнить значительнмй объе трудоемких расчетов. В резул1)Тате H3MecTHbi устройства оказываются непу)игопн1,гк(и для

3

iri.Mio.iib. (О1,,)(гия II ант(1Г.огнаиронаин1,1х снстеvfiix .учранлоиия тохпологическими процессами уирйвляилние сишллы в котг)рмх форк иру|отся на юкове данн1.1х о ,-1К(М1ластических свойствах матор1тала.

из(./5рет«П1Ня является обеспечение иепрорывлости Hasfepeimft, иотм.чпение их точН1х:ти и расчшретгие области ирик-геиегаш.

Это постигается тем, что устр(- йство для опрочеления вяокопластичоских свойств материалов пополнительно снабжено /пк Ч - пп птором эпектртпюского сигнала, /rmtxlieptonniатором 1гроизводной эт1ектрического сигнала, nnys-tr УСИ;ШТОЛЯ ТИ и реле, peiiaioiUHM устройством для oTipeiJf 1ения сопротивл(ния сдвигу, решающим устрс)й(;тв)м дпя онредепения кээф-. фнциента вязкос:ти, ()егистрнрующим устрой-ством, при J4)M диффере} ииатора электрического сигнпла соединен с выходом датчика перомещения, а выход - через последовательно рлсположенные усилить-ль и реле с управляющим органом привода, со входом решающего устройства п.ля вычисления со1фотивле1шя сдвигу, выход которччхч соединен с регистрирующим ус .гройством. а два входа соединены соответстветю с датчиком уси:п1Я и датчиком , и со входом ди||х}х pemuiKTopa производной электрического сигнаrtn, соедиж пг iM через носледовательно расположонН1,1е уси;п5тель и реле с одним из входов рекаюишг-С) устройства для О11ределе1шя коэффищ1ента вязкости, два других входа которого соединень) соответственно с датчиком перемещения и датчиком уг;илия, а четвертый вход с выходом дифференниатора электрического сигнала и со входом aифf epeнциaтора производной электрического сигнала, выход же решающего устройства для опр дг-ления коэффициента вязкости подключен к регисггрир уюшем у устройству.

1а чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит плоскопараллельные ..обогреваемые нлить 1, между KOTOpt-iNfH пометён образец 2, привод 3 с управляющим органом 4, задающим последовательно увеличивающиеся ступени HafpyaKH, и исполните льн(лм органом 5 (например, гидронасос с сервоиентилем и гидроцигатаром), силоизмерителып.,1Й датчик 6, датчик 7 расстояния кгежду плитами , дифференциатор 8, питающий Чероз усилитель f) репе 10. решаюи(ее устройство 11 и регигтрирукдпее устрой тво 12, соспииечшое с реге 10.

.Устройсггво сЧ1ержит также диф(|)еренциатор 13 сиг-нала, псхтупаютйго trr цифферениип горт 8, соед1П тьге с ни усишгтел.- 14 и реле 15. дак) :игнвп на вклюгетше р гпм1К)111ег -1 устройства в и (тргистрипуютдего )йст1.гй 12.

Ус| pf.iiiCj4H.i jahoivit,- I :i(uvi)iiiiiNf ofipa ок

K.Jic cf))о как (ifipaacii 2 у :1ан ч л1 eждy плигами I , )(.)p вклк ч четсч в :-ет} Управляющий iijirviH 4 iiepnyio ci.v ioiib а1рузки. Под действием у(.-илия onpau.U 1,:жиглается. асстояине .(ежду irJiHTaMii с. ,)налс.1Г)ой 4 1ме регистрируется дапчиком 7. Первая п Х1ИЗиодная по мрокгени от сигнала датчика 7 с .inibjirpcHnjiaiopa 8 (3 уснлитоль nofbiOTCsi на ролс 1(V Контакт чле 10, 4O)o-i |.отор1,г( о(.у1це(-г1и(Я(Гся чцтс1ние приводягих пргатюв .leiiaioiiii.nxi успройства 11, leriicjpHpyioniero ycjpoilr-т р,ч 1, 2 ц уттравляющего oj.iraiia сервовен гилч ) . находятся в pa.(.iM с.:остояиш1. ilo окон. чатти вязкого точения образед )ик:тига«.Т ква.шравновесного с:(.к:тояния, при котором перемещение плит при зада}))ом vpoBiie усилия практически прекращается. Реле 1 О, (ттаемое сп- ди44 ренциатора 8 си1}1ала датчика перемеп1еш1Я, обесточитшется и ..змыкаются его контакт:,г, вкл1пчак:1Г1ше penifii iie( устройство 11,. реГистрир:К)1иее устройciBi.

12,управляюиаш орган -1 и ди(№ ренниа1 ор

13.Геишюшее устройство 11 вычисляем значение сопротивления сдвигу Т согласно формуле:

Qfi ,.. 1 .пг. -J.H,

lv( ,

где Ц. - усилие, фиксируемое в анс-ьтоговой форм- силоизмерительньтм датчиком О;

К - толщина образца (равновесное рас.-, стояние между плитами);

V - объем образца.

i е.наюшее устройство может б) ть с(Хт рано из блоков аналогов1 гх BI гчислитеш-н; ix машин (например, ЛМ1-1ОЛ).

Результат вг.гчисления региструется устройством 12 (печатаюпшм, показт-вак пии т и;ш caмoпиl I J и f).

Управляк.иций орган 4 задает очередную ступешз нагрузки. Под действием дополнительного усилия снова начинается вязкое тече1ше образца, причем скорость TiepeNfeiiteния плит в различные моменть/ вроктени ра.злич1. Для уме шп1е1гая погреигности onpofie-ления коэф(|1тшента вязкости его слеауот находить в момент, когда перемоте-ния плит достигает н&ибол1 1пего (при -яаанной нагрузке) значения. Этот момеггг устанавливается аиф)оре}шиатором 1 3, Biitpai - ваюншм сигнал второй производной от сигнала датчика 7 расстояния меж.ду плита т В момент, соответствуюпшй т{аиболыией с.ко.рости переметения плит, обесточив отся нор мальяо разомкнутое реле LS, питаемое от дифференциатора 13 через ycHJniTerib 14, заМ1-гкая цепь решаюпюгг. г;трой(. ina 1 G из регистр}фую1.ч.рто устройства 1 l . шаюшее устрс.1йстьо 1 П (оно также- --lomrT