Образец для испытания одноосным растяжением перекрестно-намотанного композиционного материала,оправка для его изготовления и способ его изготовления Советский патент 1982 года по МПК G01N1/28 G01N3/08 

Наиболее близким к изобретению по технической сущности $юляется образец для испытания одноосным растяжением перекрестно-намотанного.. композицио|нно го материала, вьшояненный из симметрино уложенных относительно оси растяжения непрерывных волокон в виде двух замкнутых лент с общим центром сиь«метрии 2 .

ПРИ изготовлении известного объекта используют цилиндрическую или плоскую Ъправку, имеющую на своих торцах места крепления в намоточном станке.

Способ изготовления известного образца включает закрепление оправки с двух торцов в намоточиом станке, . питку непрерывных волойон связующим их радиальную намотку на оправку и последующую термообработку. При этоМ| один торец оправки закрепляют по ее оси, а другой перемещают при намотке каждой ленты на равные расстояния, симметрично относительно оси оправки.

Недостатком известного образца является то, что получаемые пр,и его испытаниях характеристики не являются окончательно достоверными, кроме того он не позволяет изучать свойства анизотропных материалов во всем квадранте полярной диаграммы. Это объясняется тем, что в известном способе волокна укладывают на наклонную рабочую поверхность оправки, на которой витки удерживаются за счет сил трения. Естественно, чем больще наклона оправки, тем труднее удержать витки в заданном положении. И, наконец, как показывает опыт, при угле наклона « свыше 2&-ЗО изготовление известного образца становится невозможным. Кроме того, в процессе намотки первый виток держится на поверхности оправки только за счет сил трения, второй я все последующие - за счет сил трения и упора во все предыдущие витки. Это приводит к тому, что внутренние напряжения в образце измвня10тся по его щирине. В результате, JB рабочем сечении возникает неоднородное поле напряжений, искажшошее результаты испытаний. - Целью изoJбpeтвния является достижение более достоверных упругих в прочностных характеристик композиционных материалов во всем квадранте полярной диаграммы за счет создания более однородного поля напряжений в рабочем сечении.

Для достижения поставленной цели ь образце для испытания одноосным рас1гя

жением перекрестно-намотанного композиционного материала, вьшолненного из симметрично уложенных относительно оси растяжения непрерьганых волокон, в

5 виде двух замкнутых лент, с общим центром симметрии, замкнтые ленты выполнены равными по толщине, а их внутренние и нарумшые поверхности вьшо/ьнены в форме щаровых поясов, равноудаленных от общего центра симметрии.

Указанный образец- может быть получен при помощи новой оправки со средством ее крепления в намоточном станке, вьшолненной в виде щара с плоскостью

5 разъема, проходящей через- его центр, а средство крепления щара выполнено в виде конических углублений группами по четыре, расположенных на его поверхности по окружности больщого круга,

0 перпендикулярного к плоскости разъема, при этом углубления в кажиой группе равноудалены от плоскости разъема,

При этом используется новый способ получения образца, включающий закреп5 ленные оправки о двух сторон в намоточном станке, пропитку непрерывных волокон связующим, их радиальную намотку иа оправку в последующую теркюобработку, в котором Шаровую оправку

0 закрепляют поочередно на ее двух диаметрах, расположенных в плоскости больщого круга, перпендикулярного к плоскости разъема, и равнонаклоценных к последней.

. На чертеже изображен образец для испытания одноосным растяжением перекрестно-намотанного композиционного материала.

Образец вьшолнен из симметрично уло женных о йосительно оси растяжения 1 непрерывных волокон 2 в виде двух замкнутых лент 3 с общим центром симметр0и 4. Их внутренние 5 и наружные 6 поверхности имеют форму щаровых поясов, равноудаленных от общего центра симметрии. Оправка для изготовления предлагаемого образца шлполнена в виде шара 7 с плоскостью разъема 8, проходящей через его центр 4. Места крепления щара ш шолнены в ввде конических углубленнй 9, расположенных на его поверхности по окружности большого круга, перпендикулярного к плосоксти разъ.. ема 8.

При изготовлении образца для испытания одноосным растяжением оправку защ епляют в намоточном станке поочередно в конические углубления 9 на концах диаметров 10 и 11, лежащих в плоскости большого круга, перпендикул$фного к плоскости разъема, и равнона клоненных к ней. Пример . Образец получают намоткой на шаровую оправку диаметром 15О мм с углом об 2О меясцу лентами толщиной 1 мм и Ш11риной 1О мм. Кажгдая из лент намотана из стеклонитей при поочередном вращении оправки, за крепленной в конических углублениях на концах диаметров, лежащих в плоскости большого круга, пе шендикулярного к плоскости разъема, и наклоненных под углом к ней. Предлаоаемый образец для испытания одноосным растяжением, оправка для его изготовления и способ получения образца обеспечивают более достоверные сведения о свойствах материала во всем квадранте полярной .диаграммы. Положнтельный эффект заключается в Повьппении надежности конс1руироваш1в и эксшцгатации изделий из армированных пластиков. Ф о р И у а в изобретения 1 .Образец для испытания однооснык рас тяжением перекрестно-замотанного композиционного материала,выполненный вз свмметрично уложенных относительно осв растяжения непрерывных волокон в виде двух замкнутых лент с общйм,дентр ом симметрии отличающий с я тем, что, с целью достижения более достоверных упругих и прочностных характеристик во всем квадранте полярной диаграммы за счет создания более однородного поля напряжений в рабочем сеченнй, замкнуты ленты выполнены равными по толщине, а их внутренние и наружные поверхности выполнены в форме шаровых поясов, равноудаленных от обшего центра симметрии. 2.Оправка для изготовления образца для испытания одноосным растяжением перекрестн -намотанного композиционного материала со средством ее крепления в намоточном станке, отличающаяся тем, что она выполнена в виде шара с плоскостью разъема, проходящей через его центр, а средство крепления выполнено в виде групп по четы ре конических углублений, расположенных на поверхности шара по окружности большого круга, перпендикулярного к плоскости , при этом углубления в каждой группе равноудалены от плоскости разъема. 3.Способ изготовления образца для испытания одноосным растяжением перекрестно-намотанного композиционного материала, включакшшй закрепление оправкв с двух сторон в намоточном станке, пропитку волокон связующим, их радиальную намотку на оправку, поочереоно перемещаемую соответственно для первой и второй лент, и последующую термообработ, отличающийся тем, что шаровую оправку закрепляют на ее двух диаметрах, расположенных в плоскости большого itpyra, перпендикул хного к плоскости разъема, и равнонаклоненных к ней. Источники ииформб ции, принятые во внимание,при экспертизе 1.Тарнопопьскнй Ю. М. и др. Методы статических испытаний армированныхпластиков. М., 1975, с, 81. 2.Авторское свидетельство по заявке.М 288О7О4/23-26, кл. G O1N 1/28, 198О.