ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы К вопросу о выборе образцов и методик испытаний из "Конструкционные полимеры Книга 1" Экспериментальное исследование полимеров важно, с одной стороны, как материала, могущего представлять интерес для несущих элементов силовых конструкций, а с другой — как связующего, используемого при изготовлении армированных пластиков в виде весьма тонких прослоек [1, 2]. По этой причине объектами изучения должны быть как объемные образцы, так и пленочные. Для изучения сдвига, двухосного растяжения применяют образцы в виде тонкостенных трубок. [c.123] При написании 1 и 3 этой главы попользован материал, представленный нам доктором технических наук [ А. Л. Рабиновичем . [c.123] Для исследования механических закономерностей наиболее корректно поставленными являются опыты по одноосному растяжению или сжатию призматических образцов, а также по кручению и двухосному растяжению тонкостенных трубок. [c.124] В случае одноосного растяжения (сжатия) большое значение приобретает выбор формы образца и способа его закрепления, при которых обеспечивается однородное поле напряжений и деформаций. Первое необходимо для создания возможности вычисления напряжения путем отнесения усилия к площади поперечного сечения, а второе — для измерения деформации на базе, имеющей конечные размеры, и для сопоставления обеих величин (а, е). [c.124] Однако не для каждой композиции полимера-связующего удается изготовить образцы желаемой формы. Одни являются пленкообразующим и, но из них не удается изготовить объемные образцы достаточно однородного строения без трения и газовых включений, из других — не удается получить пленочные образцы. В силу этих чисто технологических затруднений до сих пор не проведено систематическое сравнение свойств полимеров в пленочных и объемных образцах. Правда, данные Рабиновича [3], полученные им при испытании пленок БФ-4, свидетельствуют о том, что их свойства практически не зависят от толщины. Это дает некоторое основание полагать, что результаты испытаний не зависят от размеров и фо мы образцов, если только имело место однородное напряженное и деформированное состояние. Впрочем, этот вывод нельзя автоматически перенести на все полимеры — для более хрупких он может оказаться неверным. [c.124] Пленочные образцы. Методика их испытаний. Рассмотрим исследование пленки на примере бутвар-фенольного полимера БФ-4. Опытные образцы изготавливали в лабораторных условиях по методу окунания путем последовательного опускания стиро-флексовой или триацетатной подложки в сосуд с клеем БФ-4 нужной концентрации, выдержки в вертикальном положении в течение времени, достаточного для стекания излишков клея, последующей сушки и полимеризации при температуре 140—150°С . Минимальная толщина полученных таким образом пленок равнялась 2— 3 мк. [c.124] Интересующихся деталями технологии изготовления пленок отсылаем к [3, 4]. [c.124] Измерение ширины образцов перед испытанием осушествляли с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1 мм, а толщины — с помощью оптического длиномера вертикального типа ИЗВ-1, у которого цена деления измерительной ш калы 1 мк. [c.125] Испытания пленочных образцов производили в весьма простом приборе, получившем название Дефорден 2 , изготовленном на базе рычажных тех1Ничеоких весов яа 0,5 кГ [3]. К коромыслу весов подвешивали стакан и патрон с цанговым зажимом для закрепления верхнего конца образца. Нижний конец образца закрепляли в неподвижном винтовом зажиме, вмонтированном в станину прибора. На этой же станине была укреплена увеличительная камера, в задней стенке которой имелся матовый экран с нанесенной фотографическим путем измерительной шкалой. В передней части камеры в вертикальных салазках с помощью кремальеры перемещалась каретка с объективом, обладавшим увеличением в 4,5 раза. Положение объектива вдоль оси камеры регулировалось с помощью другой кремальеры. К подвижной каретке соосно с объективом на кронштейне был прикреплен осветитель. [c.125] На испытуемую пленку на уровне оптической оси, на расстоянии приблизительно 90 мм от нижнего зажима, наносили метку в виде чернильного пятна или поливиниловым клеем приклеивали тонкое стеклянное волокно. Отметка в проходящем свете проектировалась на экран, цена деления которого равнялась 0,015 мм. В процессе деформации образца вели наблюдение за перемещением границы изображения при неподвижном нижнем конце образца. Точность измерения абсолютного удлинения равнялась 7—15 мк, что при базе в 90 мм о(беопечивало точность в измерении относительной деформации ло крайней мере 1,5-10- = 0,015%. [c.125] Бумажную рамку, в которой был закреплен образец пленки, разрезали перед самым испытанием во избежание повреждения тонкой пленки. [c.125] Нагружение образца осуществляли водой, наливаемой в грузовой стакан из мерного, снабженного разметкой с ценой деления 2 см и краном, позволяющим регулировать подачу воды. Разгру-жение осуществляли сливом воды через кран, закрепленный в нижней части грузового стакана. [c.125] В процессе испытания пленок одновременно фиксировали величину нагрузки (уровень воды), смещение метки и время по секундомеру. Наблюдение велось визуально. [c.125] Вследствие малой толщины пленок, большой трудности обращения с ними любая, даже незначительная, неоднородность материала, малые дефекты, приводят к заметному отклонению экспериментальных величин от их средних значений, к разбросу величин механических характеристик. По этой причине сколько-нибудь достоверные значения измеряемых величин можно получить лишь на основе статистической обработки данных испытаний большого числа образцов. [c.126] В силу этого при использовании объемных образцов возникают две задачи первая, чисто технологическая — разработка технологии изготовления образцов надлежащего качества вторая, чисто механическая — выбор формы образца и способа его закрепления, обеспечивающих получение возможно более однородного напряженного и деформированного состояния в процессе испытания. [c.126] Для образцов на растяжение может быть принята форма, основанная на известных стандартах для металлических образцов [5]. [c.126] Образцы имеют цилиндрический рабочий участок диаметром с1 = 5 мм, длиной / = 50 мм с коническим переходом к головке. В отличие от применяемых обычно для стандартных испытаний металлов, эти образцы закрепляют в специально разработанном зажимном приспособлении с разъемными втулками, у которых конфигурация внутренней поверхности точно соответствует форме переходного участка образца. [c.126] Интересующихся деталями технологии изготовления объемных образцов отсылаем к М. [c.126] Установлено, что вплоть до момента образования шейки, для тех материалов, у которых она образуется, поле деформаций по всей длине рабочего участка остается равномерным, а после образования шейки возникающая неоднородность быстро затухает, не далее чем на расстоянии 1—l,5d, как обычно для пластичных материалов (5, 6]. [c.127] Вернуться к основной статье