Методика снятия диаграммы деформирования при растяжении

1. Диаграмма деформирования выражает зависимость напряжения s от относительной деформации e при растяжении.

2. Метод снятия диаграммы деформирования при растяжении основан на измерении деформации рабочей части образца и соответствующих им усилий при нагружении вплоть до разрушения.

3. Для измерения деформаций используют механические тензометры, тензорезисторы или другие приборы, отвечающие требованиям. Тензорезисторы наклеивают в середине образца в продольном и поперечном направлениях с двух его сторон.

4. В качестве регистрирующей аппаратуры применяют осциллографы, измерители статических деформаций типа ИСД-3, потенциометры типа ПДС-021 или другие приборы, имеющие чувствительность не ниже 10^-5 относительных единиц деформации.

5. Для записи диаграммы деформирования используются автоматические схемы записи нагрузка - деформация, а при ее отсутствии для одновременного отсчета показании нагрузки и деформаций применяют счетчик времени (прерыватель записи).

6. По отмеченным показаниям нагрузки F_i рассчитывают напряжение

и соответствующие этим напряжениям относительные деформации e_II = Ka,

где K - тарировочный коэффициент используемого прибора; a - показания прибора.

7. По результатам вычислений s и e для каждого образца строят диаграмму s - e. Масштаб диаграммы должен обеспечить достаточную точность определения искомых величин. Если кривая s - e не проходит через начало координат, то его следует перенести в точку пересечения кривой с осью абсцисс.

Метод испытания на сжатие при нормальной, повышенной и пониженной температурах

Настоящий стандарт распространяется на полимерные композиционные материалы, армированные непрерывными высокомодульными углеродными, борными, органическими и другими волокнами, структура которых симметрична относительно их срединной плоскости, и устанавливает метод испытания этих материалов на сжатие при нормальной (20°С), повышенной (до 180°С) и пониженной (-60°С) температурах.

1. Метод состоит в кратковременном испытании образцов из композиционного материала на сжатие с постоянной скоростью деформирования, при котором определяют:

- предел прочности при сжатии

(напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца), МПа;

- модуль упругости при сжатии Е ^с - отношение напряжения к соответствующей относительной деформации при сжатии образца в пределах начального линейного участка диаграммы деформирования, МПа;

- коэффициент Пуассона v ^c - отношение поперечного относительного удлинения к продольному относительному укорочению образца при сжатии в пределах начального линейного участка диаграммы деформирования.

1. Испытания проводят на испытательной машине, обеспечивающей сжатие образца с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата, измерение нагрузки с погрешностью не более ± 1 % измеряемой величины.

2. Испытательная машина должна быть снабжена двумя плоскопараллельными площадками (плитами) и обеспечивать их сближение с заданной скоростью.

3. Шероховатость рабочей поверхности площадок должна соответствовать Ra <0,32 мкм по ГОСТ 2789-73; рабочие поверхности должны быть термообработаны до 45-50 HRC, при испытаниях боропластиков до 70 HRC по ГОСТ 9013-59.

4. Одна из площадок испытательной машины должна быть самоустанавливающейся.

5. Для определения предела прочности при сжатии испытания проводят в специальном приспособлении, обеспечивающем одновременное приложение нагрузки по торцевым и боковым поверхностям образца согласно рисунку 7. Шероховатость площадок, передающих нагрузку на торцевые поверхности образца, должна соответствовать Ra < 0,63 мкм по ГОСТ 2789-73 и их рабочие поверхности должны быть закалены до твердости 45-50 HRC (в случае испытания боропластиков - до 70 HRC). Площадки приспособления, передающие усилия на образец по боковым поверхностям, должны иметь насечку длиной не менее 40 мм под углом ± 45° с шагом 1 мм.

6. В качестве измерителей деформаций могут использоваться механические, оптико-механические тензометры, электротензометры, тензорезисторы или другие приборы, обеспечивающие измерение деформации с погрешностью не более 1 % предельного значения измеряемой величины.

7. В качестве регистрирующей аппаратуры при измерении деформаций применяют осциллографы, потенциометры, измерители статических деформаций или другие приборы, обеспечивающие регистрацию деформаций с необходимой точностью.

8. Приборы для измерения геометрических размеров образца должны обеспечивать измерение с погрешностью не более 0,05 мм для размеров до 10 мм и не более ±0,1 мм для размеров 10 мм и более.

9. Испытания при повышенных и пониженных температурах проводят на испытательных машинах, оборудованных камерами, которые обеспечивают равномерный прогрев (охлаждение) образца до заданной температуры и сохранение последней на протяжении всего времени испытания. Температуру испытаний устанавливают по ГОСТ 14359-69. Измерение температуры проводят с помощью термопар.

1. Образцы вырезают из однородных по толщине плит или других полуфабрикатов. Вырезку образцов проводят в направлениях главных осей ортотропии испытуемого материала. Способ и режим изготовления образцов предусматриваются в нормативно-технической документации на композиционные материалы.

2. Образцы должны иметь гладкую наружную поверхность без вздутий, сколов, трещин и других дефектов, заметных невооруженным глазом. Шероховатость торцевых поверхностей образца должна соответствовать Ra < 0,63 мкм по ГОСТ 2789-73.

3. Изменение толщины и ширины по длине образца должно быть не более 0,05 мм.

4. Для определения предела прочности при сжатии в направлении волокон однонаправленных композиционных материалов применяют образцы в виде полосы прямоугольного поперечного сечения 2 с закрепленными по концам накладками 7 (рис. 8).

5. Для определения предела прочности при сжатии материалов с укладкой волокон, отличной от однонаправленной, а также однонаправленных в направлении, перпендикулярном к армированию, применяют образцы шириной 15 мм или в виде двусторонней лопатки (рис. 9).

6. Для определения модулей упругости и коэффициентов Пуассона при сжатии композиционных материалов применяют образцы в виде параллелепипеда с прямоугольным основанием (рис. 10).

7. При определении модуля упругости и коэффициента Пуассона материалов с модулем упругости Е ^с ≥ 20000 МПа и толщиной h ≥ 1,5 мм при нагрузке, не превышающей 50 % разрушающей, длину рабочей части образца принимают равной 60 мм. При нагрузке, близкой к разрушающей, и других значениях модуля упругости Е ^с и толщины образца h длину рабочей части образца, обеспечивающую его устойчивость, определяют по формуле

8. Накладки для образцов изготовляют из ортогонально армированных материалов, модули упругости которых в направлениях, перпендикулярных к оси образца, не превышают модулей упругости в соответствующих направлениях материала образца. Относительное удлинение при разрушении материала накладок во всех направлениях должно быть больше или равно соответствующей характеристике материала образца. Для изготовления накладок рекомендуется использовать ортогонально армированный стеклопластик.

9. Накладки при многократном использовании крепятся к образцу с помощью шлифовальной тканевой шкурки 2Э250 × 300С2 81Кр 80 КБ или 2М250 × 300 С1 81Кр 63 КБ по ГОСТ 5009-82, на поверхности полотна которой приклеивают накладки, как указано на черт. 5. Для приклеивания накладок к шлифовальной шкурке рекомендуется использовать клей типа БФ-2 по ГОСТ 12172-74 или другие, аналогичные по свойствам. Крепление накладок к образцу указано на рисунке 11.

1 - накладка; 2 - шлифовальная шкурка; 3 - образец;
4 - абразивный слой; 5 - слой клея

10. В случае разового использования накладок их приклеивают непосредственно к образцу., как показано на рисунке 8. Для приклейки накладок сдвиговая прочность клея должна составлять не менее 40 МПа. Технология приклейки накладок должна быть указана в нормативно-технической документации на материал образца.

11. Количество образцов, необходимых для определения одной из характеристик, в заданном направлении композиционного материала одной партии должно быть не менее пяти.

1. Если в нормативно-технической документации на испытуемые материалы не указаны особые условия кондиционирования, то перед испытанием образцы кондиционируют по ГОСТ 12423-66.

2. Время от окончания изготовления формованных образцов или композиционного материала, из которого их вырезают, до испытания образцов, включая кондиционирование, должно составлять не менее 16 ч.

3. Перед испытанием образцы нумеруют краской. Измеряют толщину и ширину рабочей части образца в трех местах: по краям и в середине. Участки размером менее 10 мм измеряют с точностью до 0,05 мм, размером 10 мм и более - до 0,1 мм. Среднее значение толщины и ширины образца записывают в протокол испытаний и по ним, с точностью до трех значащих цифр, определяют площадь поперечного сечения образца.

1. Испытания проводят в помещении или закрытом объеме при температуре и относительной влажности окружающего воздуха или другой среды, указанных в технических условиях на испытуемый материал. Если таких указаний нет, то испытания проводят при температуре окружающего воздуха (20 ±2)°С и относительной влажности воздуха (50 ± 5) %. Если температура помещения отличается от указанной, то образцы до испытаний выдерживают в термокамере при температуре (20 ± 2)°С в течение 2-3 ч.

2. При проведении испытаний в условиях повышенных или пониженных температур время, необходимое для полного прогрева или охлаждения образца до его испытания, должно задаваться нормативно-технической документацией на испытуемый материал. Если таких указаний нет, то время выдержки образца при заданной температуре устанавливают не менее 20 мин на 1 мм его толщины.

3. Образец устанавливают на опорные плиты испытательной машины так, чтобы продольная ось его совпала с направлением действия нагрузки, а торцевые поверхности были параллельны опорным поверхностям плит.

4. Устанавливают механические экстензометры или другие приспособления для измерения деформаций (тензорезисторы наклеивают на образец перед установкой в испытательную машину).

5. Устанавливают заданную скорость V _l перемещения активного захвата машины (рекомендуемая V _i = 1 - 15 мм/мин).

6. Для определения модуля упругости или коэффициента Пуассона образец нагружают равномерно с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата в пределах начального линейного участка диаграммы деформирования и записывают изменение продольной деформации образца Δ l или Δε^c_II от изменения нагрузки Δ F ^c.

7. Для определения коэффициента Пуассона v ^c образец нагружают равномерно с заданной постоянной скоростью перемещения активного захвата в пределах начального линейного участка диаграммы деформирования и записывают приращение предельной Δε^c_II и поперечной Δε^c_I деформаций образца в заданной его плоскости.

8. При определении предела прочности при сжатии образец равномерно нагружают с заданной скоростью перемещения активного захвата и записывают наибольшую нагрузку F^c_max, которую выдержал образец.

6. Расчетные формулы и обработка результатов

1. Предел прочности при сжатии σ_B^c, МПа, определяют по формуле

где F^c_max -наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образца, Н;

b ∙ h - площадь поперечного сечения образца, мм².

2. Модуль упругости при сжатии Е ^с, МПа, определяют по формуле

3. Коэффициент Пуассона v определяют по формуле

4. Статистическую обработку результатов испытания проводят при доверительной вероятности 0,95.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: