Способ определения модуля упругости и коэффициента теплового линейного расширения полимерных материалов Советский патент 1983 года по МПК G01B7/16 

.Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения механических характеристик конструкционных материалов, и может быть использовано при испытаниях полимерных материалов. Известен способ определения модуля упругости конструкционных материалов при различных температурах, заключающийся в том, что используют плоский коноольно закрепленный образец, помещают его в термокамеру, возбуждают колебания на собстве ной частоте, измеряют частоту колебаний и по этой величине судят о модуле упругости материала 1 . Однако этот способ не дает возможности одновременно определять коэффициент линей ного теплового расширения и не обеспечивает высокой точности при испытаниях полимерных материалов. Наиболее близким к изобретению по техн ческой сущности и достигаемому эффекту является способ определения модуля упругос ти и коэффициента линейного теплового расш рения полимерных материалов при тепловых испытаниях, заключающийся в том, что образец материала помещают в камеру и производят измерение деформаций образца при различных нагрузках и различных температурах 2. Однако этот способ сложен в реализации, так как он предусматривает приложение и снятие нагрузок с образца, находящегося в термокамере. Целью изобретения является упрощение процесса испытаний. Эта цель достигается тем, что согласно способу используют три кольцевых упругих элемента с закрепленными на 1внутренней поверхности измерителями деформаций, наносят на их наружные поверхности различные по толщине слои испытываемого материала, измеряют деформации элементов при различньк температурах и по этим величинам судят о модуле упрзтости и коэффициенте линейного теплового расщирения материала. Способ определения реализуют следующим образом.

39

На наружную поверхность трех кольцевых упругнх элементов, выполненных, напрнмер, КЗ термостойкого стекла, наносят слои нспытываемого полимерного материала различной толщины. Толщины слоев должны отличаться на 30-50%, а максимальная толщина слоя не должна превьпиать трех радиусов средней окруяшости кольцевого элемента. На внутренцей поверхности упругого элемента располагаются измерители деформации, например про волочные тензорезисторы.

Три упругих элемента с нанесенными на них слоями помещают в термокамеру, соединяют измерители деформаций с регистрирующей аппаратурой и записывают их начальные показания. Затем изменяют температуру в термокамере и измеряют деформации всех упругих элементов. Поскольку деформации упругих элементов однозначно связаны с модулем упругости и коэффициентом линейного теплового расширения материалов слоя и упругого элемента, а геометрические размеры элементов и механические свойства материала элементов заранее известны, то путем решения соответствующей системы уравнений МОЖНО определить как модуль упругости, так и коэффициент линейного теплового расширения испытываемого материала.

Использование предлагаемого способа позволяет упростить и удешевить процесс испытаний за счет упрощения используемого оборудования, сокращения номенклатуры испольэуемых для испытаний образцов, обеспечить

ускоренный контроль свойств испытываемых полимерных материалов в п{у цессе их изготовления и тем самьп( получить существенный экономический эффект при его внедрении в заводских лабораториях.

Формула изобретения

Способ определения модуля упругости и коэффициента линейного теплового расширения полимерных материалов при тепловых испытаниях, заключающийся в том, что образец материала помещают в термокамеру и производят измерение деформаций при различных температурах, отличающийс я тем, что, с целью упрощения процесса испытаний, нспользую три кольцевых упругих элемеита с закрепленными на внутренней поверхности измерителями деформаций, наносят на их наружные поверхности различные по толщине слои испытываемого материала, измеряют деформации элементов при различных температурах и по этим величинам судят о модуле упругости и коэффициенте линейного теплового расширения материала.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 110253 кл. G 01 N 3/18, 1957.

2.Авторское свидетельство СССР № 113644 кл. G 01 В 7/02, 1957 (прототип).