JP2019078557A - Particulate dispersed elastomer separation measuring device and separation measurement method - Google Patents
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Abstract
【課題】モータケース内に充填されるコンポジット推進薬に引張荷重を負荷して生じる合成ゴム系材料と微粒子である酸化剤との界面の微小はく離の状態を引張試験中に計測し得る微粒子分散エラストマーのはく離計測装置及びはく離計測方法を提供する。【解決手段】試験片Wに引張荷重を負荷する引張機構20と、試験片Wの表面Wsに接触配置される送信側探触子4と、試験片Wの裏面Wbに接触配置されて透過超音波を受信する受信側探触子6と、試験片Wに引張荷重を負荷しない状態で受信側探触子6で受信される透過超音波TSの透過強度を校正用の参照強度V0として有し、試験片Wに引張荷重を負荷した状態で受信される透過超音波Tの透過強度Vを参照強度V0と比較して、この比較で得られる荷重負荷時の超音波の減衰率とはく離の平均長さとの関係から、合成ゴム系材料Wgと酸化剤Wmとの界面における微小はく離Whの状態を計測する演算部12を備えた。【選択図】図1A fine particle-dispersed elastomer capable of measuring, during a tensile test, the state of minute delamination at the interface between a synthetic rubber-based material and fine particles of an oxidizing agent, which occurs when a tensile load is applied to a composite propellant filled in a motor case. To provide a peeling measuring device and a peeling measuring method. A tensioning mechanism (20) for applying a tensile load to a test piece (W), a transmission side probe (4) arranged in contact with a front surface (Ws) of the test piece (W), and a transmission-side probe (4) arranged in contact with a rear surface (Wb) of the test piece (W) to perform transmission super-transmission. The transmission intensity of the transmitted ultrasonic wave TS received by the receiving probe 6 that receives the sound wave and the transmission intensity of the transmitted ultrasonic wave TS received by the receiving probe 6 in a state where no tensile load is applied to the test piece W is provided as the reference intensity V0 for calibration. , comparing the transmission intensity V of the transmitted ultrasonic wave T received with a tensile load applied to the test piece W with the reference intensity V0, and the average of the attenuation rate and peeling of the ultrasonic wave at the time of load application obtained by this comparison A calculation unit 12 is provided for measuring the state of minute flaking Wh at the interface between the synthetic rubber-based material Wg and the oxidizing agent Wm from the relationship with the length. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本発明は、エラストマー基材に微粒子を分散させた微粒子分散エラストマーの引張試験を行うに際して、エラストマー基材と微粒子との界面に生じるはく離(亀裂を含む)の分布状態を観察するのに用いられる微粒子分散エラストマーのはく離計測装置及びはく離計測方法に関するものである。 The present invention relates to a fine particle used for observing the distribution of separation (including cracks) generated at the interface between the elastomer substrate and the fine particles when conducting a tensile test of the fine particle dispersed elastomer in which the fine particles are dispersed in the elastomer substrate. The present invention relates to a peeling measurement device and a peeling measurement method of a dispersed elastomer.
上記した微粒子分散エラストマーとしては、例えば、固体ロケットモータのモータケースに充填されるコンポジット推進薬があり、このコンポジット推進薬は、ポリブタジエン等の合成ゴム系材料(エラストマー基材)に、酸化剤(微粒子)及びアルミニウム等の金属粉末を混練して成っている。 As the above-mentioned fine particle dispersed elastomer, for example, there is a composite propellant filled in the motor case of a solid rocket motor, and this composite propellant is an oxidizing agent (fine particles) in a synthetic rubber material (elastomer base material) such as polybutadiene. And metal powders such as aluminum).
このような合成ゴム系材料中に酸化剤及び金属粉末が分散するコンポジット推進薬において、例えば、成形品にしてモータケースに収容する場合に、構造強度が保たれないと成形品に変形や割れが生じてしまう。また、原材料である合成ゴム系材料とこれに混練される酸化剤や金属粉末との配合比が異なっていたり、混練の度合いが悪かったりした場合にも、機械的性質が低下するので、成形する毎に、機械的性質を把握する必要がある。 In a composite propellant in which an oxidizing agent and a metal powder are dispersed in such a synthetic rubber material, for example, when the molded product is accommodated in a motor case, the molded product may be deformed or cracked if the structural strength is not maintained. It will occur. Also, if the compounding ratio of the synthetic rubber material, which is the raw material, to the oxidizing agent or metal powder to be mixed with it is different, or if the degree of mixing is poor, the mechanical properties will deteriorate, so molding Each time, it is necessary to grasp the mechanical properties.
従来において、例えば、引張荷重を負荷した際の合成ゴム系材料と微粒子である酸化剤との界面に生じる微小はく離の分布状態を観察する場合には、コンポジット推進薬から採取して断面を調製した試験片を引張試験機にかけて、このときの試験片の断面を光学的に観察するようにしている。 Conventionally, for example, in the case of observing the distribution of minute peeling that occurs at the interface between a synthetic rubber material and fine particles of an oxidizing agent when a tensile load is applied, a cross section is prepared by collecting from a composite propellant. The test piece is subjected to a tensile testing machine to optically observe the cross section of the test piece at this time.
上記した微小はく離の検出方法では、調製された試験片の断面に現れる合成ゴム系材料と酸化剤との界面における微小はく離を検出することはできるものの、試験片の内部における微小はく離の分布状態までは把握することができない。 Although the above-described micro-debonding detection method can detect micro-debonding at the interface between the synthetic rubber material and the oxidizing agent that appears in the cross section of the prepared test piece, the micro-debonding distribution in the inside of the test piece can be detected. Can not grasp.
従来において、このような試験片の内部で生じているはく離を検出する手段としては、例えば、特許文献1に記載された超音波はく離検出方法が知られている。
Heretofore, as a means for detecting the peeling occurring inside such a test piece, for example, the ultrasonic peeling detection method described in
この超音波はく離検出方法は、配管の表面に施したコーティング材の配管に対するはく離を検出する方法である。この超音波はく離検出方法では、コーティング材に超音波探触子を接触状態で配置して、この超音波探触子からコーティング材及び配管に向けて超音波を送信する。 The ultrasonic peeling detection method is a method of detecting peeling of the coating material applied to the surface of the pipe to the pipe. In this ultrasonic peeling detection method, an ultrasonic probe is disposed in contact with the coating material, and ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe toward the coating material and piping.
そして、配管で反射する反射エコーを超音波探触子で受信し、この受信した反射エコーに対応する検出信号の大きさに基づいて、コーティング材の配管からのはく離を検出するようにしている。 Then, a reflection echo reflected by the pipe is received by the ultrasonic probe, and the peeling of the coating material from the pipe is detected based on the magnitude of the detection signal corresponding to the received reflection echo.
しかしながら、上記したような超音波はく離検出方法において、例えば、コンポジット推進薬に引張荷重を負荷して生じる合成ゴム系材料と酸化剤との界面における微小はく離の状態の計測に用いる場合、引張試験中に生じる合成ゴム系材料と酸化剤との界面における微小はく離の分布状態をリアルタイムで計測することはできないという問題があり、これを解決することが従来の課題となっている。 However, in the ultrasonic peeling detection method as described above, for example, when it is used to measure the state of micro peeling at the interface between the synthetic rubber material and the oxidizing agent produced by applying a tensile load to the composite propellant, the tensile test is underway. There is a problem that the distribution of microdetachment at the interface between the synthetic rubber material and the oxidizing agent occurring in the above can not be measured in real time, and it is a conventional problem to solve this.
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、例えば、モータケース内に充填されるコンポジット推進薬に引張荷重を負荷して生じる合成ゴム系材料と微粒子である酸化剤との界面における微小はく離の状態を引張試験中にリアルタイムで計測することが可能である微粒子分散エラストマーのはく離計測装置及びはく離計測方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made focusing on the above-described conventional problems, and, for example, a synthetic rubber-based material produced by applying a tensile load to a composite propellant filled in a motor case and an oxidant which is a fine particle An object of the present invention is to provide a peeling measurement apparatus and a peeling measuring method of a fine particle dispersed elastomer which can measure the state of micro peeling at an interface in real time during a tensile test.
本発明の第1の態様は、微粒子分散エラストマー材料に引張荷重を負荷した際にエラストマー基材と微粒子との界面に生じるはく離の状態を計測する微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置であって、前記微粒子分散エラストマー材料に引張荷重を負荷する引張機構と、前記微粒子分散エラストマー材料の前記引張機構により負荷される引張荷重の方向に沿う表面に接触配置されて超音波を送信する送信側探触子と、前記微粒子分散エラストマー材料の前記表面又は該表面に対向する裏面に接触配置されて、前記送信側探触子から送信した超音波の前記微粒子分散エラストマー材料の前記裏面で反射した反射超音波又は前記微粒子分散エラストマー材料を透過した透過超音波を受信する受信側探触子と、前記微粒子分散エラストマー材料に前記引張機構による引張荷重を負荷しない状態で前記送信側探触子から超音波を送信して前記受信側探触子で受信される前記反射超音波の反射強度又は前記透過超音波の透過強度を校正用の参照強度として有し、前記微粒子分散エラストマー材料に前記引張機構による引張荷重を負荷した状態で前記送信側探触子から超音波を送信して前記受信側探触子で受信される前記反射超音波の反射強度又は前記透過超音波の透過強度を前記参照強度と比較して、該比較により得られる荷重負荷時の減衰率に基づいて前記エラストマー基材と前記微粒子との界面に生じるはく離の状態を計測する演算部を備えた構成としている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a peeling measurement device for a fine particle dispersed elastomeric material, which measures the state of peeling occurring at the interface between the elastomer substrate and the fine particles when a tensile load is applied to the fine particle dispersed elastomeric material. A tensile mechanism for applying a tensile load to the fine particle dispersed elastomeric material, and a transmitting probe which is disposed in contact with the surface along the direction of the tensile load applied by the tensile mechanism of the fine particle dispersed elastomeric material to transmit ultrasonic waves An ultrasonic wave reflected from the back surface of the fine particle dispersed elastomer material transmitted from the transmitting probe and disposed on or in contact with the front surface of the fine particle dispersed elastomer material or the back surface opposite to the front surface; A receiving side probe for receiving transmitted ultrasonic waves transmitted through a fine particle dispersed elastomeric material, and the fine particle dispersed elastomeric material The transmission intensity of the reflected ultrasonic wave transmitted by the transmission side probe and received by the reception side probe or the transmission intensity of the transmission ultrasonic wave when no tensile load is applied by the tension mechanism. As a reference strength for calibration, and in a state where the fine particle dispersed elastomer material is loaded with a tensile load by the tensile mechanism, an ultrasonic wave is transmitted from the transmitting probe and received by the receiving probe. The reflection intensity of the reflection ultrasonic waves or the transmission intensity of the transmission ultrasonic waves is compared with the reference intensity, and occurs at the interface between the elastomer substrate and the fine particles based on the attenuation rate under load obtained by the comparison. The configuration is provided with an operation unit that measures the state of peeling.
本発明の第2の態様は、前記送信側探触子から送信する超音波が周波数掃引波形の超音波である構成としている。 According to a second aspect of the present invention, the ultrasonic wave transmitted from the transmission side probe is an ultrasonic wave of a frequency sweep waveform.
本発明の第3の態様は、前記送信側探触子が前記受信側探触子を兼ねている構成としている。 According to a third aspect of the present invention, the transmitter probe also serves as the receiver probe.
一方、本発明の第4の態様は、微粒子分散エラストマー材料に引張荷重を負荷した際にエラストマー基材と微粒子との界面に生じるはく離の状態を計測する微粒子分散エラストマー材料のはく離計測方法であって、前記微粒子分散エラストマー材料の引張荷重を負荷する方向に沿う表面に送信側探触子を接触配置すると共に前記表面又は該表面に対向する裏面に受信側探触子を接触配置し、前記微粒子分散エラストマー材料に引張荷重を負荷しない状態で前記送信側探触子から超音波を送信して前記受信側探触子で受信される前記微粒子分散エラストマー材料の前記裏面で反射した反射超音波の反射強度又は前記微粒子分散エラストマー材料を透過した透過超音波の透過強度を校正用の参照強度として取得した後、前記微粒子分散エラストマー材料に引張荷重を負荷した状態で前記送信側探触子から超音波を送信して前記受信側探触子で受信される前記反射超音波の反射強度又は前記透過超音波の透過強度を前記参照強度と比較して、該比較により得られる荷重負荷時の減衰率に基づいて前記エラストマー基材と前記微粒子との界面に生じるはく離の状態を計測する構成としている。 On the other hand, the fourth aspect of the present invention is a peeling measurement method of the fine particle dispersed elastomeric material for measuring the state of peeling occurring at the interface between the elastomer substrate and the fine particles when a tensile load is applied to the fine particle dispersed elastomeric material The transmitter-side probe is disposed in contact with the surface along the load load direction of the particulate-dispersed elastomeric material, and the receiver-side probe is disposed in contact with the front surface or the back surface opposite to the surface. The reflection intensity of the reflected ultrasonic wave reflected by the back surface of the fine particle dispersed elastomer material transmitted by the transmission side probe and received by the reception side probe in a state where no tensile load is applied to the elastomer material Alternatively, after the transmission intensity of the transmitted ultrasonic wave that has passed through the fine particle dispersed elastomer material is obtained as a reference strength for calibration, the fine particle dispersed elastomer is Reference is made to the reflection intensity of the reflected ultrasonic waves or the transmission intensity of the transmitted ultrasonic waves received by the receiving side probe by transmitting the ultrasonic waves from the transmitting side probe in a state where the material is loaded with a tensile load. The configuration is such that the state of peeling occurring at the interface between the elastomer base and the fine particles is measured based on the damping rate under load load obtained by the comparison as compared with the strength.
本発明に係る微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置及びはく離計測方法では、例えば、モータケース内に充填されるコンポジット推進薬に対する引張試験中において、引張荷重が負荷されて生じる合成ゴム系材料と微粒子である酸化剤との界面における微小はく離の状態をリアルタイムで計測することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。 In the peeling measurement device and the peeling measurement method of the fine particle dispersed elastomer material according to the present invention, for example, the synthetic rubber material and fine particles generated by applying a tensile load during the tensile test on the composite propellant filled in the motor case The very excellent effect that it is possible to measure the state of microdetachment in the interface with a certain oxidizing agent in real time is brought about.
以下、本発明に係る微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置及びはく離計測方法を図面に基づいて説明する。
図1〜図6は、本発明の一実施形態に係る微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置及びはく離計測方法を説明する図であり、この実施形態では、微粒子分散エラストマー材料が固体ロケットモータのモータケースに充填されるコンポジット推進薬である場合を例に挙げて説明する。
Hereinafter, a peeling measurement device and a peeling measurement method of the fine particle dispersed elastomer material according to the present invention will be described based on the drawings.
FIGS. 1 to 6 are views for explaining the peeling measurement device and the peeling measurement method of the fine particle dispersed elastomer material according to the embodiment of the present invention, and in this embodiment, the fine particle dispersed elastomer material is a motor case of a solid rocket motor. The case of the composite propellant to be filled in will be described as an example.
コンポジット推進薬は、ポリブタジエン等の合成ゴム系材料(エラストマー基材)に、酸化剤(微粒子)及びアルミニウム等の金属粉末を混練して成っており、この実施形態に係る微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置では、コンポジット推進薬に引張荷重を負荷した際に合成ゴム系材料と微粒子である酸化剤との界面に生じるはく離の状態を計測する。 The composite propellant is formed by kneading an oxidizing agent (fine particles) and a metal powder such as aluminum into a synthetic rubber material (elastomer base material) such as polybutadiene, and the like, and the peeling measurement of the fine particle dispersed elastomer material according to this embodiment. In the apparatus, when a tensile load is applied to the composite propellant, the state of peeling occurring at the interface between the synthetic rubber material and the oxidizing agent which is fine particles is measured.
図1に示すように、この微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置1は、パルス発生器2と、送信側探触子4と、受信側探触子6と、パルスレシーバ8と、アナログ/デジタル変換器(以下、A/D変換器という)10と、演算部12と、モニタ14と、コンポジット推進薬の試験片Wに引張荷重を負荷する引張機構20を備えている。
As shown in FIG. 1, this fine particle dispersed elastomer material
送信側探触子4は、平板形状に形成されたコンポジット推進薬の試験片Wの表面Wsにゼリー等の接触媒質を介して配置されており、パルス発生器2で発生させた周波数掃引超音波(周波数掃引波形のバースト波)を試験片Wに入射させる。なお、パルス発生器2で発生させる超音波は、一定周波数超音波(一定周波数波形のバースト波)でもよい。
The transmitting
一方、受信側探触子6は、試験片Wの表面Wsに対向する裏面Wbに送信側探触子4と同じくゼリー等の接触媒質を介して配置されており、送信側探触子4から送信した周波数掃引超音波の試験片Wを透過した透過超音波を受信する。
On the other hand, the receiving
引張機構20は、試験片Wの両端部Wa,Waを表面Ws及び裏面Wbの双方から挟み込む一対のクランプ21,21と、これらのクランプ21,21を動作させる図示しないクランプ駆動部を具備している。引張機構20は、試験片Wの両端部Wa,Waを把持した一対のクランプ21,21をクランプ駆動部によって互いに離間する方向(図1白抜き矢印方向)に動作させることで、試験片Wに引張荷重を負荷する。
The
試験片Wにおける引張荷重の方向に沿う表面Ws及び裏面Wbにそれぞれ接触配置された送信側探触子4及び受信側探触子6は、この実施形態において、図2に示すように、探触子保持フレーム16及び弾性体18によって、試験片Wの表面Ws及び裏面Wbにそれぞれ押し付けられた状態で保持されている。
The transmitting
演算部12は、送信側探触子4から試験片Wに周波数掃引超音波を送信した際に受信側探触子6で受信される透過超音波の透過強度を取得する。
The
この場合、演算部12は、波形収録手段12A及び校正手段12Bを含んでいる。
波形収録手段12Aは、試験片Wに引張荷重が負荷されていない図3に示す状態で取得される透過超音波の波形に基づいて、透過超音波の透過強度を校正用の参照強度V0として収録する。
In this case, the
The waveform recording means 12A uses the transmission intensity of the transmission ultrasonic wave as the reference intensity V 0 for calibration based on the waveform of the transmission ultrasonic wave acquired in the state shown in FIG. 3 in which no tensile load is loaded on the test piece W. To record.
一方、校正手段12Bは、試験片Wに引張荷重が負荷された図4に示す状態で取得される透過超音波Tの波形に基づく透過強度Vを波形収録手段12Aに収録された校正用の参照強度V0と比較して荷重負荷時の減衰率((V0−V)/V0(%))を算出する。そして、図4の拡大円内にも示すように、試験片Wの合成ゴム系材料(エラストマー基材)Wgと微粒子である酸化剤Wmとの界面に生じるはく離Whの状態を計測する。 On the other hand, the calibration means 12B is a reference for calibration of the transmission intensity V based on the waveform of the transmission ultrasonic wave T acquired in the state shown in FIG. 4 in which the tensile load is loaded on the test piece W. The damping factor ((V 0 −V) / V 0 (%)) under load is calculated as compared with the strength V 0 . Then, as also shown in the enlarged circle in FIG. 4, the state of the peeling Wh generated at the interface between the synthetic rubber material (elastomer base material) Wg of the test piece W and the oxidizing agent Wm which is fine particles is measured.
次に、本実施形態に係る微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置1によるはく離計測要領を説明する。
まず、図1に示すように、平板形状に形成されたコンポジット推進薬の試験片Wの表面Ws及び裏面Wbに、送信側探触子4及び受信側探触子6をそれぞれ接触配置する。
このとき、図2に示すように、探触子保持フレーム16及び弾性体18によって、送信側探触子4及び受信側探触子6を試験片Wの表面Ws及び裏面Wbにそれぞれ押し付けた状態で保持する。
Next, a description will be given of the manner of measurement of peeling of the fine particle dispersed elastomer material according to the present embodiment by the
First, as shown in FIG. 1, the
At this time, as shown in FIG. 2, the
次いで、試験片Wに引張機構20による引張荷重を負荷しない状態で送信側探触子4から周波数掃引超音波を送信し、このとき受信側探触子6で受信される試験片Wを透過して減衰した透過超音波TSの図5(a)に示す波形に基づいて、透過超音波TSの透過強度を校正用の参照強度V0として、演算部12の波形収録手段12Aに収録する。
Next, a frequency sweeping ultrasonic wave is transmitted from the
この後、試験片Wに引張機構20による引張荷重を負荷しつつ送信側探触子4から周波数掃引超音波を送信し、このとき受信側探触子6で受信される試験片Wを透過して減衰した透過超音波Tの図5(b)に示す波形を取得する。
After that, the frequency sweeping ultrasonic wave is transmitted from the
そして、演算部12の校正手段12Bにおいて、波形収録手段12Aに収録された図5(a)に示す校正用の参照強度V0と、引張荷重負荷状態の図5(b)に示す波形に基づく透過強度Vとの比較がなされ、図6に示すように、この比較で得られる荷重負荷時の超音波の減衰率((V0−V)/V0(%))とはく離の平均長さ(μm)との関係から、試験片Wの合成ゴム系材料Wgと微粒子である酸化剤Wmとの界面に生じるはく離Whの分布状態が計測される。
Then, based on the waveform shown in FIG. 5 (b) of the reference force V 0 for calibration shown in FIG. 5 (a) and included in the waveform recording means 12A in the calibration means 12B of the
この実施形態に係る微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置1及びはく離計測方法では、モータケース内に充填されるコンポジット推進薬の試験片Wに対する引張試験中において、試験片Wを透過する超音波を受信して、その透過超音波の波形に基づく透過強度Vと予め取得した校正用の参照強度V0(試験片Wに引張荷重を負荷しない状態の透過超音波の波形に基づく透過強度)とを比較して荷重負荷時の超音波の減衰率を得るようにしているので、引張荷重が負荷されて生じる合成ゴム系材料Wgと微粒子である酸化剤Wmとの界面における微小はく離Whの分布状態をリアルタイムで計測し得ることとなる。
In the peeling
また、この実施形態に係る微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置1及びはく離計測方法では、送信側探触子4から送信する超音波として、周波数掃引波形の超音波を採用しているので、すなわち、超音波の減衰特性を利用しているので、微小はく離Whの分布状態を計測し易くなる。
Further, in the peeling
上記した実施形態では、送信側探触子4をコンポジット推進薬の試験片Wの表面Wsに配置して周波数掃引超音波を試験片Wに入射させ、試験片Wを透過した透過超音波を試験片Wの裏面Wbに配置した受信側探触子6で受信するようにしているが、これに限定されるものではなく、図7に示すように、受信側探触子を兼ねている送信側探触子4Aを採用してもよい。
In the above-described embodiment, the
この場合には、コンポジット推進薬の試験片Wの表面Wsに配置した送信側探触子4Aから周波数掃引超音波を試験片W内に入射させ、この周波数掃引超音波の試験片Wでの反射超音波を該送信側探触子4Aで受信することになる。
In this case, the frequency sweeping ultrasonic wave is made to enter into the test piece W from the
この送信側探触子4Aで受信される試験片Wの裏面Wbで反射した反射超音波の波形(図5(a)に示す透過超音波TSの波形に相当)に基づいて、反射超音波の反射強度を校正用の参照強度として取得した後、試験片Wに引張機構20による引張荷重を負荷しつつ送信側探触子4Aから周波数掃引超音波を送信して、このとき該送信側探触子4Aで受信される試験片Wでの反射超音波の波形(図5(b)に示す透過超音波Tの波形に相当)に基づいて取得した反射超音波の反射強度を上記参照強度と比較する。
On the basis of the waveform of the reflected ultrasonic wave (corresponding to the waveform of the transmitted ultrasonic wave TS shown in FIG. 5A) reflected by the back surface Wb of the test piece W received by the
そして、この比較により得られる荷重負荷時の減衰率に基づいて試験片Wの合成ゴム系材料Wgと微粒子である酸化剤Wmとの界面に生じるはく離Whの分布状態を計測する。 And based on the attenuation factor at the time of load loading obtained by this comparison, distribution state of exfoliation Wh which arises in an interface of synthetic rubber material Wg of test piece W and oxidizing agent Wm which is particulates is measured.
このように、受信側探触子を兼ねている送信側探触子4Aを採用して、この送信側探触子4Aで周波数掃引超音波の試験片Wでの反射超音波を受信する場合も、引張荷重が負荷されて生じる合成ゴム系材料Wgと微粒子である酸化剤Wmとの界面における微小はく離Whの分布状態をリアルタイムで計測し得ることとなる。
As described above, also in the case where the transmitting
また、上記した実施形態では、微粒子分散エラストマー材料が固体ロケットモータのモータケースに充填されるコンポジット推進薬である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。 Further, in the above-described embodiment, although the case where the fine particle dispersed elastomeric material is a composite propellant filled in the motor case of a solid rocket motor has been described as an example, it is not limited thereto.
本発明に係る微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置及びはく離計測方法の構成は、上記した実施形態に限定されるものではない。 The configurations of the peeling measurement device and the peeling measurement method of the fine particle dispersed elastomer material according to the present invention are not limited to the above embodiments.
1 微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置
4 送信側探触子
6 受信側探触子
12 演算部
12A 波形収録手段(演算部)
12B 校正手段(演算部)
20 引張機構
T,TS 透過超音波
V0 校正用の参照強度
V 荷重負荷時の透過強度
W 試験片
Wb 裏面
Wg 合成ゴム系材料(エラストマー基材)
Wh はく離
Wm 酸化剤(微粒子)
Ws 表面
1 Peeling Measurement Device for Particulate-Dispersed
12B Calibration means (calculation unit)
20 tensioning mechanism T, TS transmitted ultrasonic V 0 transmitted intensity W specimens Wb backside Wg synthetic rubber material during the reference intensity V load for load calibration (elastomeric substrate)
Wh Release Wm Oxidizer (fine particles)
Ws surface
Claims (4)
前記微粒子分散エラストマー材料に引張荷重を負荷する引張機構と、
前記微粒子分散エラストマー材料の前記引張機構により負荷される引張荷重の方向に沿う表面に接触配置されて超音波を送信する送信側探触子と、
前記微粒子分散エラストマー材料の前記表面又は該表面に対向する裏面に接触配置されて、前記送信側探触子から送信した超音波の前記微粒子分散エラストマー材料の前記裏面で反射した反射超音波又は前記微粒子分散エラストマー材料を透過した透過超音波を受信する受信側探触子と、
前記微粒子分散エラストマー材料に前記引張機構による引張荷重を負荷しない状態で前記送信側探触子から超音波を送信して前記受信側探触子で受信される前記反射超音波の反射強度又は前記透過超音波の透過強度を校正用の参照強度として有し、前記微粒子分散エラストマー材料に前記引張機構による引張荷重を負荷した状態で前記送信側探触子から超音波を送信して前記受信側探触子で受信される前記反射超音波の反射強度又は前記透過超音波の透過強度を前記参照強度と比較して、該比較により得られる荷重負荷時の減衰率に基づいて前記エラストマー基材と前記微粒子との界面に生じるはく離の状態を計測する演算部を備えた微粒子分散エラストマー材料のはく離計測装置。 A particulate measurement device for a particulate dispersed elastomeric material, which measures the state of the particulate which is generated at the interface between the elastomeric substrate and the particulate when a particulate load is applied to the particulate elastomeric material,
A tensile mechanism for applying a tensile load to the particulate dispersed elastomeric material;
A transmitting probe which is disposed in contact with the surface of the fine particle dispersed elastomeric material along the direction of the tensile load applied by the tensile mechanism to transmit ultrasonic waves;
Reflected ultrasonic waves or fine particles reflected on the back surface of the fine particle dispersed elastomeric material of the ultrasonic wave transmitted from the transmitting probe and arranged in contact with the front surface of the fine particle dispersed elastomeric material or the back surface facing the front surface A receiving probe for receiving the transmitted ultrasonic wave transmitted through the dispersed elastomeric material;
The reflection intensity or the transmission of the reflected ultrasonic wave transmitted from the transmitting probe and received by the receiving probe in a state where the tensile load by the pulling mechanism is not applied to the fine particle dispersed elastomer material An ultrasonic wave is transmitted from the transmission side probe in a state in which the transmission strength of ultrasonic waves is used as a reference strength for calibration and the tensile load by the tensile mechanism is applied to the fine particle dispersed elastomer material, and the reception side probe is transmitted. Comparing the reflection intensity of the reflected ultrasonic wave received by the child or the transmission intensity of the transmission ultrasonic wave with the reference intensity, the elastomer base material and the fine particles based on the attenuation factor at load given by the comparison Peeling measurement device of fine particle dispersed elastomer material provided with operation part which measures the state of the peeling which arises in the interface with.
前記微粒子分散エラストマー材料の引張荷重を負荷する方向に沿う表面に送信側探触子を接触配置すると共に前記表面又は該表面に対向する裏面に受信側探触子を接触配置し、
前記微粒子分散エラストマー材料に引張荷重を負荷しない状態で前記送信側探触子から超音波を送信して前記受信側探触子で受信される前記微粒子分散エラストマー材料の前記裏面で反射した反射超音波の反射強度又は前記微粒子分散エラストマー材料を透過した透過超音波の透過強度を校正用の参照強度として取得した後、
前記微粒子分散エラストマー材料に引張荷重を負荷した状態で前記送信側探触子から超音波を送信して前記受信側探触子で受信される前記反射超音波の反射強度又は前記透過超音波の透過強度を前記参照強度と比較して、該比較により得られる荷重負荷時の減衰率に基づいて前記エラストマー基材と前記微粒子との界面に生じるはく離の状態を計測する微粒子分散エラストマー材料のはく離計測方法。 A method for measuring the peeling of a particulate dispersed elastomeric material, which measures the state of peeling that occurs at the interface between the elastomeric substrate and the particulate when a tensile load is applied to the particulate dispersed elastomeric material,
The transmitter probe is disposed in contact with the surface of the fine particle dispersed elastomer material along the direction in which the tensile load is applied, and the receiver probe is disposed in contact with the front surface or the back surface opposite to the surface.
Reflected ultrasonic waves reflected on the back surface of the fine particle dispersed elastomer material transmitted by the transmitting probe and received by the receiving probe in a state where no tensile load is applied to the fine particle dispersed elastomer material After acquiring the reflection intensity of the above or the transmission intensity of the transmitted ultrasonic wave that has passed through the fine particle dispersed elastomer material as a reference intensity for calibration,
In a state where a tensile load is applied to the fine particle dispersed elastomer material, an ultrasonic wave is transmitted from the transmission side probe and a reflection intensity of the reflection ultrasonic wave received by the reception side probe or a transmission of the transmission ultrasonic wave A method of measuring peeling of a particulate dispersed elastomeric material, comparing strength with the reference strength, and measuring the state of peeling occurring at the interface between the elastomer base and the fine particles based on the damping rate under load obtained by the comparison .
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