ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Приборы для испытаний полимеров в режиме релаксации напряжений из "Методы измерения механических свойств полимеров" В настоящее время известно весьма большое количество оригинальных работ, посвященных приборам. В каждой из предлагаемых экспериментальных схем так или иначе учитываются изложенные выше принципы мгновенное задание деформации и поддержание ее строго тюстоявной в процессе релаксации. [c.24] Запись усилия, необходимого для поддержания постоянной деформации в релаксационном процессе, также производится разными способами. По этому признаку можно предложить следующую классификацию методов измерений, используемых в различных приборах тензометрический метод измерение смещений жесткого упругого элемента с помощью механотрона метод фотоупругости измерение при помощи емкостных датчиков и т.д. [c.24] В каждом из приборов в зависимости от принципа задания деформации может применяться та или иная схема измерения усилия. Поэтому описание приборов целесообразно провести исходя из принципа задания деформации. [c.24] При разработке приборов подобного типа в последнее время большое внимание уделяется таким системам, которые позволяют проводить комплексные исследования механических свойств полимеров, включая и релаксацию напряжения. [c.24] универсальный прибор для механических испытаний полимерных материалов разработан В. И. Павловым и М. Т. Стадниковым [6]. Этот прибор позволяет проводить измерения диаграмм растяжения и сжатия (зависимостей напряжения от деформации), кривых релаксации напряжения и ползучести (зависимостей напряжения или деформации от времени), термомеханических кривых (зависимостей деформации от температуры), диаграмм изометрического нагрева (зависимостей напряжения от температуры при постоянной деформации), а также ряд других измерений. Особенностью прибора помимо высокой чувствительности и жесткости динамометрической системы является возможность проведения на нем ряда последовательных испытаний на одном и том же образце. [c.25] Для записи усилий, возникающих при деформировании образца 20, применена тензометрическая схема (рис. 1.7). Корпус прибора выполнен из массивных плит 2 и 1, которые могут устанавливаться в горизонтальное положение винтами I. Плиты соединены стойками 6. Силоизмерительное устройство представляет собой консольно закрепленные на подвижной планке 7 упругие балочки 8 я 10 различной жесткости, на которые наклеены тензометрические датчики сопротивления, причем чувствительность системы можно менять непрерывно, перемещая планку 7 по пазу плиты И. [c.25] Усилие, возникающее в образце, передается через стержень 23, соединенный с верхним зажимом 26, и призматическую подвеску 9 на свободный конец балочки 10. [c.25] Нагружающее устройство состоит из зажима 27, ходового винта-штока 31, обоймы 25, стакана 17, редуктора 13, связанного через промежуточную шестерню 32 с гайкой-шестерней 18. Через нее передается поступательное движение винту-штоку от электродвигателя 12. Имеются концевые выключатели 14. [c.25] Датчик деформации 4 представляет собой проволочный реохорд, включенный в одно из плеч полумоста безындуктивных сопротивлений. Он связан с винтом-штоком через мелкомодульную гайку, шестерню 15 и фрикцион 3. Для визуального отсчета деформации служит барабан 5 отсчетного устройства 16. Прибор предусматривает возможность установки требуемой деформации образца в опытах по релаксации напряжения. Благодаря наличию постоянно установленного реверсора (обойма 25 с зажимами) можно проводить испытания на растяжение или сжатие. [c.25] Термокриокамера, в которой находится испытуемый образец, герметично закреплена на конце винта-штока при помощи обоймы 25, уплотнительного кольца и зажимной гайки 19. Это позволяет проводить испытания в различных средах, которые подаются через штуцер 24 во фторопластовой втулке 21. Циркуляция тепло- или хладо-носителя происходит в замкнутой полости 28, обогреваемой спи ралью 29. [c.25] В приборе предусмотрена система автоматического регулирования усилия (или деформации) в процессе опытов на ползучесть (или релаксацию напряжения). Для этого блок управления БУП переключается на регулирующее устройство потенциометра СПУ или СПД, стрелка которого установлена в положение, соответствующее требуемому усилию (или деформации). Регулирующее устройство работает в следящем режиме, с помощью электродвигателя поддерживает заданное усилие (или деформацию). Шкалы измеряемых усилий составляют О—0,1 О—1 О—10 и О—100 Н. Скорость деформирования образца меняется в пределах от 0,01 до 2 мм/с. Зажимы прибора позволяют испытывать образцы (в том числе и микрообразцы) с длиной рабочей части от 5 до 50 мм и шириной до 7 мм (на растяжение), а также блочные образцы на сжатие. Погрешность измерения усилий не превышает 1 %, а деформаций 1,5%. [c.27] Блок регулирования температуры состоит из программного регулирующего устройства ПРУ типа РУ—5—ОШ, регистрирующего автоматического потенциометра СПТ типа ПСР или КСП-2 с исполнительным отрабатывающим реохордом РИ, исполнительного блока БИ и термопары 22. Для нагрева термокриокамеры служит электронагреватель 29, заключенный в кожух 30, и внешняя трубчатая электропечь ТП, через которую продувается воздух от вентилятора В]. Для охлаждения используется жидкий азот, подаваемый из сосуда Дьюара Д при помощи испарителя. В случае необходимости охлаждения продувается холодный воздух от вентилятора В . Регулирование нагревания или охлаждения осуществляется изменением взаимного положения движков задающего РЗ и исполнительного РИ реохордов ПРУ и СПТ. Точность регулирования температуры в изотермических условиях составляет 1,5, а в неизотермическом режиме — 2 °С. [c.27] При записи кривых растяжения переключатель П1 находится в положении I деформирование образца производится электродвигателем 18 (см. рис. 1.8), который, растягивая пружину 9, смещает подвижную пластинку емкостного датчика 10 из исходного положения. Это приводит к возникновению напряжения на выходе фазочувствительного моста 12, поступающего на усилитель 13. В результате электродвигатель 8 начинает вращаться и перемещает рейку 7. Пружина 9 растягивается до тех пор, пока пластина емкостного датчика 10 не вернется в исходное положение. Следовательно, верхний зажим остается практически неподвижным. Усилие, пропорциональное смещению рейки 7, фиксируется с помощью индуктивного датчика 5 — сельсина типа СС-454. Усилие записывается на самописце, на который поступает выходное напряжение датчика, прошедщее последовательно через выпрямитель и аттенюатор 6. [c.28] Чувствительность прибора позволяет записывать очень малые нагрузки. Это ценно при испытании микрообразцов (в практике научных исследований такие испытания проводятся наиболее часто), Пределы измерений силы составляют 0,005, 0,05, 0,1, 1, 5 И, а деформаций—1, 10 и 50 мм. Максимальная ошибка измерений — не более 1% от верхнего предела шкалы. Прибор позволяет проводить испытания в интервале температур от 25 до 600 °С как на воздухе, так и в инертной среде. Заводской вариант прибора УМИВ-3 выпускается серийно. [c.29] При испытании малогабаритных образцов полимеров к прибору предъявляются повышенные требования в отношении жесткости силоизмерительной системы, параллельности рабочих цилиндров (при испытании на сжатие), чувствительности измерительной системы и т. д. Таким требованиям отвечает прибор для микро-механических испытаний [8], который весьма удобен для работы с - микрообразцами. Прибор позволяет проводить цспытания в условиях сжатия и растяжения, релаксации напряжения, а при наличии специального приспособления—определять кривые ползучеста. [c.29] Для испытаний в условиях сжатия пригодны цилиндрические образцы диаметром 2—3 мм (можно до 15 мм) и высотой 4—6 мм (можно до 70 мм). В условиях растяжения с использованием реверса пригодны образцы диаметром 1,5—2 мм и длиной рабочей части 10—15 мм. [c.30] В приборе в качестве силоизмерителя применен фотоэлектрооп-тический динамометр. Предельное усилие, которое позволяет фиксировать этот силоизмеритель, составляет 2-10 Н. Это, в свою очередь, дает возможность нагружать образцы до напряжений 640 МПа (диаметр образца 2 мм). [c.30] Нагружение образца производится с помощью деформирующего винта, кинематически связанного с мотором и соверщающего вертикальное поступательное движение с различными постоянными скоростями в интервале от 12 до 9,15-10 мм/мин. Прибор снабжен термо- и криокамерой, которые легко выполняются экспериментатором в зависимости от требуемого интервала температур. Система водяного охлаждения прибора позволяет проводить опыты при температурах вплоть до 600 °С. [c.30] Принципиальная схема фотоэлектрооптического динамометра изображена на рис. 1.9. Луч света от лампы 1 проходит через конденсатор 2, оптический клин 3 и попадает на расположенную наклонно стеклянную пластинку 4. Часть света, прошедшая через пластинку, проходит далее через поляризатор 5 и пластинки 11, служащие для создания дополнительной разности хода Го. Далее луч попадает на стеклянную призму 6, на которую передается нагрузка Р через нижний рабочий цилиндр, на котором находится испытуемый образец. Затем луч проходит через анализатор 7, скрещенный с поляризатором 5, и попадает на измерительный фотоэлемент 8, подключенный к гальванометру О. Отразившаяся часть света от пластинки 4 проходит оптический клин 9 и попадает на компенсационный фотоэлемент 10, также подключенный к гальванометру С навстречу измерительному фотоэлементу 8. [c.30] Вернуться к основной статье