Испытания трубчатых образцов внутренним давлением

При испытаниях трубчатых образцов определяют механи­ческие характеристики намоточного материала с различными способами укладки арматуры. По сравнению с ранее рассмот­ренными образцами простой формы трубчатые образцы дают возможность с большей степенью приближения оценить харак­теристики КМ при различных видах нагружения. Трубчатые образцы могут быть нагружены внутренним давлением, осевым растяжением и сжатием, кручением.

При испытаниях трубчатых моделей внутренним давлением могут быть определены модуль упругости в кольцевом направ­лении E⁺₂, коэффициент Пуассона μ, предел прочности σ⁺₂ и предельная деформация ε₂, а также характер изменения этих параметров в процессе нагружения.

Сущность методики состоит в измерении внутреннего дав­ления и деформаций в кольцевом (ε₂) и осевом (ε₁) направле­ниях. По измеренным значениям определяют перечисленные выше упругие характеристики и строят диаграммы деформиро­вания. Трубчатый образец для испытаний на внутреннее дав-

365

 

5.5. Определение механических свойств композитов

ление представлен на рис. 5.12. Рекомендуемую форму и размер образца выбирают из условия создания в расчетной части одно­родного напряженно-деформированного состояния. Соотно­шение определяющих размеров должно быть l/d < 3, где l длина рабочей части; d — внутренний диаметр.

Рис. 5.12.Трубчатый образец для испытаний на внутреннее давление

Возможность механической
обработки образца в рабочей
части обусловлена типом мате­
риала, его структурой, свойст­
вами композитов и др. Для не-
которых типов материалов ме
ханическая обработка может
привести к перерезанию на-
полнителя, что влияет на до
стоверность определяющих ха­
рактеристик. Геометрические
параметры измеряют в центре
рабочей части не менее чем в
пяти точках, равномерно рас­
положенных на окружности.
Для измерения деформаций в
центральном сечении образца
на диаметрально противопо-
— ложных участках  наклеивают
тензорезисторы в осевом и
кольцевом               направлениях.

Выбор типа тензорезисторов определяется уровнем измеряемых деформаций. Наклейку, подготовку поверхности, выбор типа тензорезисторов, режимов термообработки и сушки осущест­вляют в соответствии с требованиями ОСТ 92-4236—77 "Тен­зорезисторы. Технические требования к установке на поверх- 1 ности изделий". Данный стандарт распространяется на прово­лочные и фольговые тензорезисторы. В частности, перед на­клейкой тензорезисторов необходимо, согласно рабочим чер­тежам, разметить места их установки. Размер зоны под тензо-резистор должен на 5...30 мм превышать габаритные размеры тензорезистора. При этом на поверхности под тензорезистором разметочные линии не проводят. Поверхность изделия, изго­товленного из КМ, необходимо очистить от шпатлевки, краски,

5. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА КОНСТРУКЦИЙ

остатков технологических пленок. Затем осторожно счистить слой связующего с помощью лезвия или скальпеля, не за­трагивая армирующих волокон. Если слой связующего тон­кий, его необходимо зачистить шкуркой зернистостью 4...10 мкм до снятия глянца. Если на месте установки тен­зорезисторов имеются отдельные глубокие поры, их необхо­димо заполнить связующим, используемым при изготовлении данного КМ, и после его отверждения повторно зачистить поверхность. Зачищенную поверхность следует протереть тампоном, смоченным в одном из растворителей: ацетоне (ГОСТ 2603-71), хладоне (ТУ6-02-601-75), бензине (ГОСТ 443-76). Тампон нужно менять до тех пор, пока он не станет чистым.

Время между окончанием процесса зачистки поверхности и обезжириванием не должно превышать 72 ч. Непосредственно перед наклейкой тензорезисторов поверхность изделия, подготов­ленную под установку датчиков, следует протереть тампоном, смоченным спиртом - ректификатором (ГОСТ 18300—72) и про­сушить 2...10 мин. Время между окончанием обезжиривания и началом наклейки тензорезисторов, нанесением первого клее­вого слоя не должно превышать 2 ч.

Тензорезисторы, изготовленные на бумажной, пленочной основе, подкладке из стеклоткани, наклеивают клеем или лаком на поверхность образца (табл. 5.2).

                                                Таблица 5.2

Перечень клеев

 

Тип резистора	Клей, рекомендуемый для испытаний	Рабочая температура терморезистора, наклеенного рекомендуемым клеем, К
ЛХ-352 К   КБ	Целлулоидный Целлулоидный Циакрин ЭО БФ-2 (БФ-2Н) БФ-4 (БФ-4Н) Эпоксидный ЭД-16	77 - 313 77 - 303 203 - 323 4 - 323 4 - 323 223 - 323

После наклейки необходимо убедиться в отсутствии рас­слоений и вздутий в клеевом слое, затем проконтролировать отсутствие смещений и отклонений направления осей тензо-

 

366

367

5.5. Определение механических свойств композитов

5. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА КОНСТРУКЦИЙ

 

резистора относительно осей разметки на изделии. Они не должны превышать соответственно ±1 мм и ±2°. Также необходимо проверить, целостна ли электрическая цепь и нет ли короткого замыкания. Если обнаружены дефекты, необходимо удалить тензорезистор и на его место установить новый.

При проведении испытаний в условиях повышенной влаж ности необходимо на тензорезистор нанести влагозащитное покрытие (например, консистентную смазку, воскоканифоль ную замазку, клей БФ-2, эпоксидный компаунд ЭД-20 и др.) Испытание трубчатых образцов внутренним давлением про водят с использованием гидростанции с регулируемой производи-тельностью расхода рабочей жидкости (масло, вода) и спе­циального устройства, одна из разновидностей которого прел ставлена на рис. 5.13. В приспособление входит сердечник 3 с коническими законцовками, зафиксированный гайкой 2. На

Рис. 5.13.Приспособление для испы­тания трубчатых образцов внутрен­ним давлением: / — штуцер; 2— гайка; 3 — сердечник 4— заглушка; 5"— резиновая манжета 6 — резиновая камера; 7 — образец; 8 — прокладка

законцовки натягивают элас тичную резиновую камеру б в виде трубки. Кроме того, при­способление включает в себя две заглушки 4 с резиновыми манжетами 5. С помощью гаек концы резиновой камеры плот­но зажимают между конически­ми поверхностями сердечника и заглушек. Во внутреннюю по лость изделия /предварительно устанавливают прокладку 8, При подаче через штутцер 1 под давлением рабочей жидкости а полость резиновой камеры она растягивается и передает на грузку на испытуемый образец. При этом осевая составляющая от внутреннего давления пол­ностью воспринимается сердеч ником и в испытуемом образце реализуется одноосное растяжение — кольцевые напряжения σ₂ '

Схема испытаний и подсоединение тензорезисторов на об разце показаны на рис. 5.14. Тензорезисторы подключают к

Рис 5.14. Схема наклейки и присоединения тензорезисторов к аппаратуре: R \ R - сопротивление тензорезисторов в продольном и поперечном направ­лениях соответственно

усиливающей и регистрирующей аппаратуре, и затем нагружа­ют образец до разрушения.

После испытания устанавливают характер и место разруше­ния образца. По результатам испытания определяют следующие характеристики: зависимость кольцевой деформации от осевой ε₂ =f(ε₁); предельную деформацию ε₂; предельное напряжение σ⁺₂; упругие константы Е₂, μ₂₁, и строят диаграмму растяжения

σ⁺₂=f(ε₂)

Обработку результатов испытаний проводят в такой после­довательности.

1. Определяют прочность при растяжении в кольцевом на­

правлении в соответствии с формулой Ляме

 

σ^max₂= q_разр∙r²₂/(r²₁ - r²₂) ∙(1+∙r²₁/r²₂)

 

 

368

24-243

369

5.5. Определение механических свойств композитов

5. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА КОНСТРУКЦИЙ

 

 

Рис. 5.15. Захват для испытаний труб­чатых образцов на растяжение: 1 — пирамида; 2 — фасонная плашка; 3 — тяга; 4 - шайба; 5 — распорная гайка; 6 — образец

где q_разр -  внутреннее давление при разрушении образца; r₂ -внутренний радиус образца; r₁ — наружный радиус образца (r₁= r₂+ δ, где δ ^— толщина стенки образца).

2. Деформации (в процентах), измеренные тензорезистора-
ми, определяют следующим образом:

ε = k А,

где k = ∆R100/RSn  — цена деления регистрирующего прибора,

%/мм (здесь ∆R - приращение сопротивления активного плеча моста; R — сопротивление тензорезистора; S = 2 — тензочув-ствительность тензорезистора; п — показания регистрирующего прибора при разбалансе на 1 Ом); А — текущее значение показания прибора.

3. Модуль упругости, согласно закону Гука, определяют в
виде

E⁺₂= ∆σ⁺₂/∆ε₂

4. Коэффициент Пуассона находят как абсолютное значе
ние отношения приращения осевой деформации к соответст
вующему приращению кольцевой деформации в упругой об
ласти на диаграмме растяжения:

σ⁺₂=f(ε₂);

μ₁₂= ∆ε₁/∆ ε₂

---

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 823; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!