Способ определения динамического модуля упругости полимеров Советский патент 1980 года по МПК G01N3/32 

1

Изобретение относится к области испытаний материалов при воздействии на образцы ионизирующих излучений и может быть использовано при определении динамического модуля упругости полимеров в условиях излучений высокой интенсивности.

Известен способ определения динамического модуля упругости полимеров при облучении, заключающийся в том, что в образце Периодически возбуждают собственные колебания, контролируют распределение температур по длине образца и частоту собственных колебаний и по этим данным определяют динамический модуль упругости для каждого цикла облучения образца 1.

Однако этот способ не обеспечивает вырокой точности, так как наличие измерителей температуры в различных точках образца искажает частоты собственных коле,баний; эксперимент требует значительного времени, так как скорость нагрева должна быть такой, чтобы градиенты температуры по длине образца не превышали допустимых для этого метода значений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения динамического модуля упругости полимеров при циклическом облучении образца, заключающийся в том, что в образце периодически возбуждают механические колебания с частотой, близкой к резонансной, производят нагрев образца со стабилизацией его температуры по всем сечениям, измеряют частоты собственных колебаний и температуры в каждом цикле облучения и по этим данным определяют модуль упругости 2. Однако и в этом способе эксперимент требует значительных затрат времени, так как стабилизация температуры по сечениям образца при низкой теплопроводности полимеров занимает десятки минут. Целью изобретения является сокращение

времени проведения эксперимента.

Эта цель достигается тем, что в каждом последующем цикле осуществляют ускоренный непрерывный нагрев образца, а частоту собственных колебаний измеряют при

наличии градиента температур по длине образца.

На чертеже представлены графики зависимостей модуля упругости от температуры, поясняющие предлагаемый способ.

Способ осуществляется следующим образом.

До начала облучения образец устанавливают в Приспособление, снабженное зажимом для консольного закрепления образца,

возбудителем механических колебаний, дат иком Шйебаний образца и нагревателем с автоматическим подДбржйкййьГ .режима. . Затем производят нагрев образца со стабилизацией его температуры по всем сечениям, возбуждают мехайичес.кие колебания на частоте, близкой к резонансной, измеряют частоту собственных колебаний и температуру и по этим данным определяют динамический модуль упругости. Эти операции повторяют несколько раз При других значениях температуры образца, в результате Чего получают зависимость модуля упругости от температуры, представляющую собой кусочно-линейную функцию с характерными точками в местах изменения ее крутизны. Эта функция на графике обозначена как кривая 1.

Затем производят облучение образца заданной дозой, осуществляют ускоренный непрерывный нагрев образца при поддержании заданного режима нагрева, возбуждают в образце механические, колебания, измеряют частоту собственных колебаний и температуру в одной точке образца и но этим данным определяют динамический модуль упругости в функции от измеренной температуры. Кривая 2 иллюстрирует полученную при этом зависимость. Как и кривая 1, она содержит характерные точки, в которых происходит скачкообра зное изменение ее крутизны.

Аналогичные кривые 3, 4 и т. д. могут быть получены при повторении операций облучения и измерения модуля упругости образца.

Для получения истинной зависимости модуля упругости от температуры при различных дозах облучения кривые 2, 3 и 4 Должны быть перестроены с изменением масштаба по оси абсцисс так, чтобы имеющиеся на них характерные точки изменения крутизны совпали бы но значениям своего аргу.мента с cooтвefcтвyющими точками изменения крзтизны на кривой 1, являющейся базовой для остальных зависимостей.

Применение описанного способа позволяет на порядок повысить скорость и сократить время проведения экспериментов по исследованию динамического модуля упругости полимеров при воздействии на них

ионизирующего излучения. При этом повышается достоверность получаемых данных за счет уменьщения влияния времени эксперимента на характеристики конструкционного материала, подвергаемого облучению.

Формула изобретения

Способ определения динамического модуля упругости полимеров при циклическом

облучении образца, заключающийся в том, что в образце периодически возбуждают механические колебания с частотой, близкой к-резонансной, производят нагрев об.разца со стабилизацией его температуры

по всем сечениям, измеряют частоты собственных колебаний и температуры и по этим данным определяют модуль упругости, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени проведения эксперимента, в

каждом последующем цикле осуществляют ускоренный непрерывный нагрев образца, а частоту собственных колебаний измеряют при наличии градиента температур по длине образца.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Кащталян Ю. А. Характеристики упругости материалов при высоких температурах. Киев, «Техника, 1970, с. 30-36.

2. Авторское свидетельство СССР № 244681, кл. G 01N 3/32, 1969 (прототип).