Установка для исследования динамического модуля эластомеров при знакопеременном изгибе с вращением



 Схема установки для исследования динамического модуля эластомеров при знакопеременном изгибе с вращением представлена на рис.2.6, чертеж образцов для испытаний – на рис. 2.7, а внешний вид установки приведен на рис. 2.8.   .

 Испытывались стандартные образцы (рис. 2.7) диаметром 8 мм и длиной рабочей части образца23,5 мм при изгибе с заданной амплитудой деформаций и заданными частотой вращения итемпературой окружающей среды. Образец 1   закрепляется в зажимах 5 таким образом, что создается угол изгиба  , имитирующий величину угловой несоосности валов. Один из зажимов  установлен на роторе электродвигателя 2, а другой на свободной оси, подшипники которой установлены в стойке 6 [11,17,26].

Стойка 6 крепится в пазу подвижной платформы 7, закрепленной на вертикальной оси. Стойку  6  можно перемещать по криволинейному пазу   для

задания  произвольных углов ,  шкала которых  9  нанесена  вдоль паза. Паз

представляет собой геометрическое место точек, в которых требуется удерживать свободный зажим  для создания деформаций чистого изгиба образца из эластомера. То есть форма паза такова, чтобы перерезывающих сил при изгибе не возникало. Изгибающий момент, необходимый для расчета динамического модуля, определяется по весу грузов 8, уравновешивающих положение платформы 7. Платформа установлена в термокамере, ограничивающей объем, указанный на рис. 2.6 пунктиром. Установка обеспечивает: задание угла  до 90 градусов (деформации до 30%); частоту вращения до 6000 об/мин; температуру в камере до 150°С. 

 

 

Рис. 2.6. Схема установки для исследования динамического модуля

и модуля внутреннего трения эластомеров при знакопеременном изгибе с вращением

 

 

Рис.2.7. Чертеж образцов для определения динамического модуля и модуля внутреннего трения эластомеров при знакопеременном изгибе с вращением

 

Экспериментальное определение изменения изгибающего момента,    действующего на образцы при заданных амплитудах деформации и различных частотах вращения

 

   На первом этапе работы следует измерить начальные размеры образцов: диаметр рабочей части образцов d и длину рабочей части образцов l , которые затем будут использованы при расчетах динамического модуля. Затем, выданный преподавателем образец, устанавливается в цанговые зажимы 5 (см. рис.2.6) и стойка 6 перемещается по криволинейному пазу до величины амплитуды полной деформации «а», заданной преподавателем. При этом образец эластомера изгибается под углом .

  Включается электродвигатель установки и реостатом, расположенным на верхней панели управления (см. рис.2.8), устанавливается нижнее значение частоты вращения 20 – 25 Гц (1200 -1500 об/мин). После этого платформа 7 (см. рис.2.6) уравновешивается грузами 8, устанавливаемыми на подвеску закрепленную на тросе и находящуюся вне термокамеры. Уравновешивающий груз устанавливается с точностью до 0,01Н. Вес уравновешивающего груза с учетом веса подвески (Р0 = 12 г) записывается в протокол испытаний. Частота вращения измеряется бесконтактным методом с точностью порядка 1%.      Затем реостатом устанавливается новое значение частоты вращения 30-35 Гц и вновь платформа 7 уравновешивается грузами 8 устанавливаемыми на подвеску. Таким образом, при первоначально установленной амплитуде полной деформации «а» производятся замеры изгибающего момента в диапазоне частот 20 – 60 Гц.

  После измерения изгибающих моментов при первоначально заданной амплитуде полной деформации, ее величина изменяется до нового значения (возможный диапазон изменения а = 0,1 – 0,3). Продолжительность каждого испытания 1 мин. 

Камера закрыта

 

Камера открыта

Рис.2.8. Внешние виды установки для исследования динамического

модуля и модуля внутреннего трения эластомеров при знакопеременном изгибе с вращением

Расчет динамических модулей упругости. Построение экспериментальных зависимостей изменения динамического модуля упругости от частоты вращения при различных амплитудах полной деформации

  Согласно ГОСТ 10828-95 динамический модуль определялся, исходя из предположения о линейном характере распределения полной деформации и напряжений в поперечном сечении образца, по формуле

                                                   ,                                          (2.4)

где  Ми  –  изгибающий момент; а – амплитуда деформации на поверхности образца (а = 0,1– 0,3), , – длина рабочего участка образца,  –  радиус рабочего участка образца.

 Величина изгибающего момента может быть определена по формуле

 

                                                         Ми = Р· h ,                                              (2.5)

 

где Р – уравновешивающий груз, Н; h – плечо, на котором закреплен трос относительно ось платформы.

   При плече на данной установке h = 50 мм,  радиусе рабочей части образца 4 мм формула 2.3.3 для расчета динамического модуля при измерении P в ньютонах принимает вид

                                                            Е´ = 1,0 Р/а                             (2.6)

 

  При измерении P в граммах формула 2.3.3 для расчета динамического модуля в Н/мм2 принимает вид

                                                            Е´ = 0,01 Р/а                            (2.7)

 

  Все рассчитанные значения для всех интервалов времени заносятся в протокол испытаний и по ним строятся графики изменения динамического модуля от частоты вращения и графики его изменения от амплитуды. Примерный вид таких графиков изменения динамического модуля при знакопеременном изгибе с вращением приведен на рис.2.9.

              E ', Н/мм2   

                                                                                                   f, Гц

Рис. 2.9. Изменение динамического модуля для различных эластомеров

(№№ 207, 101, 205, 985, 56) от частоты вращения при амплитуде а = 0,1

 

Зависимости для резин на рис. 2.9 могут быть представлены в виде графиков динамического модуля от амплитуды деформации. (рис.2.10).

 

E ', Н/мм2                      

                                                                                                      а

Рис. 2.10. Изменение динамического модуля для различных эластомеров (№№  207, 101, 205, 985, 56)  от амплитуды при частоте f = 50Гц

  В работе [6] эти данные вносятся непосредственно в одно из окон программы STAR. По таким зависимостям программой STAR автоматически определяются требуемые постоянные динамической вязкости (рис.2.11).

 

Рис. 2.11. Диалоговая панель ввода динамических постоянных вязкости


Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 334; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!