SU1109579A1 - Способ измерени внутренних напр жений в композиционных полимерных материалах - Google Patents
Способ измерени внутренних напр жений в композиционных полимерных материалах Download PDFInfo
- Publication number
- SU1109579A1 SU1109579A1 SU833553921A SU3553921A SU1109579A1 SU 1109579 A1 SU1109579 A1 SU 1109579A1 SU 833553921 A SU833553921 A SU 833553921A SU 3553921 A SU3553921 A SU 3553921A SU 1109579 A1 SU1109579 A1 SU 1109579A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- sample
- stresses
- external
- mechanical
- internal stresses
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 title description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000035882 stress Effects 0.000 claims description 32
- 230000006355 external stress Effects 0.000 claims description 3
- 238000001225 nuclear magnetic resonance method Methods 0.000 claims 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 abstract description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
. 1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕН; НИХ НАПРЯЖЕНИЙ В КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ, включакмций введение в образец чувствительного к механическим напр жени м элемента и регистрацию параметра этого элемента, завис щего от внутренних напр жений, отличающийс тем, что, с целью упрощени способа и повышени производительности, в качестве чувствительного элемента используют мелкодисперсный ферромагнитный наполнитель с диаметром зерен 540 в количестве 0,5-5 мае.ч.,а в образце путем внешнего нагружени создают по наперед заданному закону одноосные механические напр жени , при которых регистрируют резонансные частоты сигналов дерного магнитного резонанса импульсным когерентным методом на атомных драх ферромагнетика, по величине которых и значени м внешних напр жений определ ют внутренние § напр жени . 2. Способ по п.1, отличающий с тем, что, с целью повышени точности измерений, в образце по следовательно создают одинаковые по величине внешние механические напр жени сжати и раст жени .
Description
;о ел
4J
со Изобретение относитс к материало едению и преимущественно может быть использовано при конструировании ,,, выпуске и эксплуатации деталей уз-лов машин и механизмов, изготовл емых из композиционных полимерньох материалов. Известен способ проволочной тензометрии дл измерени внутренних Нзпр жений в полимерных материалах, основанный на том, что о величине внутренних напр жений в образце суд по изменению сопротивлени датчиков Спроволочных резисторов), внесенных в него перед отверждением 13. Однако этот способ предъ вл ет высокие требовани к выбору формы измерительной модели, отличаетс сложностью изготовлени образцов и требует градуировку каждого отдельно го датчика сопротивлени . Наиболее близким к изобретению по тех шческой сущности вл етс способ измерени внутренних напр жений в композиционных полимерных материалах включакщий введение в образец чувст вительного к механическим напр жени м элемента и регистрацию параметра этого элемента, завис щего от внутренних напр жений. Способ заключаетс в том, что в отверждаемый полимерный образец пом щаетс чувствительный к внутренним напр жени м элемент в виде ферромаг нитного сердечника с обмоткой, необ ходимой дл измерени магнитной проницаемости сердечника методом моста переменного тока, и по величине изменени магнитной проницаемости чув ствительного элемента под действием внутренних напр жений в образце суд т об их величине 23Однако известный способ имеет недостатки ,, св занные с изготовлением специального образца, включающего чувствительный элемент конечных размеров , который измен ет распределени . и величину внутренних напр жений в образце. ; Кроме того, способ обладает низко производительностью, так как дл его осуществлени требуетс предваритель на Градуировка калздого отдельного образца. 1 Цель изобретени - упрощение способа измерени внутренних, напр жений и повышение его производительности, Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу измерени внутренних напр жений в композиционных полимерных; материалах, включающему введение в образец чувствительного к механическим напр жени м элемента и peгиcтpaциk) параметра этого элемента завис щего от внутренних напр жений в качестве чувствительного элемента используют мелкодисперсный ферромагнитный наполнитель с диаметром зерен 5,1 о-б--10 мв количестве О, 5-5 мае .ч. , а в образце путем внешнего нагружени создают по наперед заданному закону одноосные механические напр жени , при которых регистрируют резонансные частоты сигналов дерного магнитного резонанса импульсным когерентным методом на атомных драх ферромагнетика , по величине которых и значени м внешних напр жений определ ют внутренние напр жени . С целью повышени точности измерений , в образце последовательно создают одинаковые по величине внешние механические напр жени сжати и раст жени . Введение в образец мелкодисперсного ферромагнитного наполнител позвол ет использовать в качестве параметра , чувствительного к внутренним напр жени м , частоту резонансного поглощени ЯМР, величина которой определ етс внутрикристаллическим локальным магнитным полем, завис щим от механических напр жений. Чувствительность используемого импульсного когерентного метода ЯМР достаточно высока и позвол ет обнаружить в 1 см образца 1 О-1 резонирующих дер. Это составл ет (10 -10 ) часть от всех атомов в 1 см , Точность измерени резонансной частоты 0,005%. Мелкодисперсный ферромагнетик (дисперс (ностью 5-10 ), вл ющийс чувствительным к внутренним напр жени м элементом, служит или в качест ве наполнител в изучаемом композиционном поли:лерном материале, или незначительно ; добавкой в количестве 0,5-5 мае,ч. В издели х или образцах, изготовленных из предлагаемого композиционного полимера, содержащего чувствительный элемент, имеют место внутренние напр жени , определ емые технологией изготовлени и .физико-химическими процессами при отверждении. Поместив изделие (образец) в радиочастотную катушку импульсного когерентного спектрометра ЯМР, можно измерить изменение резонансной частоты ЯМР (йГ), которое пропорционально величине внутренних напр жений в образце (бд), т.е, (а- коэффициент , завис щий от дисперсности ферромагнетика и модулей упругости ферромагнетика и полимера). Дл исключени этой неизвестной величины (а) и нахождени истинных значений внутренних напр жений в образце согласно способу измер етс резонансна частота ЯМР при данной температуре Т (например, К) на дисперсном ферромагнетике, используемом в качестве чувствительного элемента. Значение, этой частоты ;, ; измер етс резонансна частота ЯМР при той же температуре (Т) на изделии (образце) прь условии одноосных механических напр жений, наложенных на изделие (образец), величина которых известна и равна (6). Значение измеренной частоты ЯМР (fi) измер етс резонансна частота ЯМР при той же температуре (Т) на изделии (образце) при условии большего, чем первое, одноосного механического напр жени , наложенного на изделие (образец). Величина внешнего механического напр жени известна и равна (uj). Значение измеренной частоты ЯМР (l)/ на основании проведенных исследований с достаточно высокой степенью точности можно предположить , что fi .
2.«(6,.6J .
Реша эти два уравнени совместно , получим - к IU
. v.
(1)
К,-1
/де
ve
f,-f.
к.
.
При осуществлении предлагаемого способаможно использовать внешние напр жени сжати или раст жени . Однако, если в образце последовательно создавать одинаковые по величине напр жени сжати и раст жени , то точность расчета повышаетс . Кроме этого, введение в различные области образца ферромагнитных материалов разной природы и регистраци резонансной частоты их атомов позвол ют определить объемное распределение внутренних напр жений в образце.
Направление одноосного внешнет о нагружени при исследованных его значени х практически не вли ет на величину измер емых внутренних напр жений . Дл уменьшени погрешности его
1следует выбирать совпадающим с направлением внутренних напр жений,характер распределени которых определ етс геометрическими формами образцов и дл р да тел
o (цилиндр, стержень) может быть достаточно точно и просто определен .
Пример. Дл осуществлени 5 способа изготовлены образцы (издели ) цилиндрической формы диаметром 1,5-IO- м и длиной 7-10 м из композиции , включающей, мае.ч.: эпоксидна смола (ЭД-5) 100, отвердитель (гексаметилдиамин - ГМДА) 12, пластификатор (марка МГФ-9) 20, наполнитель (кварцева мука) 0,20,40,60,80,100; чувствительный к внутренним напр жени м элемент (мелкодисперсный феррит марки ЗСЧ8) 1,5. Режим отверждени одинаков дл всех образцов - 3,6-10с при 295 К и далее 3,б10 с при 345 К. Все измерени ЯМР проводились при 295 К. Резонансна частота сигнала ЯМР на атомных драх Fe в феррите марки ЗСЧ8 NiFejO в мелкодисперсном состо нии составл ет f 67,82 МГц независимо от того выдержан он при режиме отверждени или нет. Значени резонансных частот ЯМР на атомных 5 драх в мелкодисперсном феррите дл отвержденных образцов при различных внешних одноосных напр жени х сжати представлены в табл. 1 .
Таблица 1
Рассчитанные внутренние напр жеНИН в издели х (образцах) на основании данных табл. 1 по предложенной расчетной формуле(1)представлёны в табл.2,
Величина внутренних напр жений в образце , 6 -10- , Н/М 11,6
13,9
Полученные данные незначительно отличаютс от данных дл серии образцов с. добавкой мелкодисперрного феррита в количестве 5 мае.ч., и эти различи наход тс в пределах ошибки измерений. Анализ этих данных дает возможность утверждать, что внутренние напр жени в образцах из композиционного полимера возрастают с ростом содержани наполнител (кварцевой муки), что согласуетс с результатами , полученными методом магнитоупругих датчиков. Наблюдаетс также совпадение с численными значени ми внутренних напр жеНИИ .
Таблица 2
16р8
17,9
19,0
20,3
Таким образом, предлагаемый способ измерени внутренних напр жений в композиционных полимерных материалах по сравнению с известными способами существенно прост, так как исключаетс необходимость в специальной подготовке образцов дл исследований , повышает производительность, так как дл его осуществлени не требуетс предварительна градуировка каждого конкретного образца, повышает точность измерени в св зи с устранением необходимости введени чувствительного злемента, который оказывает вли ние на величину внутренних напр жений.
Claims (2)
- . 1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕН; НИХ НАПРЯЖЕНИЙ В КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ, включающий введение в образец чувствительного к механическим напряжениям элемента и регистрацию параметра этого элемента, зависящего от внутренних напряжений, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и повышения производительности, в качестве чувствительного элемента используют мелкодисперсный ферромагнитный наполнитель с диаметром зерен 5 4 О-6 -10~*м в количестве 0,5-5 мас.ч.,а в образце путем внешнего нагружения создают по наперед заданному закону одноосные механические напряжения, при которых регистрируют резонансные часто ты сигналов ядерного магнитного резонанса импульсньал когерентным методом на атомных ядрах ферромагнетика, по величине которых и значениям внешних напряжений определяют внутренние ξ напряжения.
- 2. Способ поп.1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в образце последовательно создают одинаковые по величине внешние механические напряжения сжатия и растяжения.1 109579
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833553921A SU1109579A1 (ru) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | Способ измерени внутренних напр жений в композиционных полимерных материалах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU833553921A SU1109579A1 (ru) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | Способ измерени внутренних напр жений в композиционных полимерных материалах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1109579A1 true SU1109579A1 (ru) | 1984-08-23 |
Family
ID=21050156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU833553921A SU1109579A1 (ru) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | Способ измерени внутренних напр жений в композиционных полимерных материалах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1109579A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2700846A1 (fr) * | 1993-01-26 | 1994-07-29 | Brugidou Vincent | Dispositif de mesure de contraintes ou déformations par résonance ferromagnétique, et procédé de mise en Óoeuvre dudit dispositif. |
| EP0666470A3 (ru) * | 1994-01-26 | 1995-09-20 | Honda Motor Co Ltd |
-
1983
- 1983-02-09 SU SU833553921A patent/SU1109579A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Инютин И.С. Электротенэометрические измерени напр жений в пластмассовых детал х. Ташкент, Госиздат Узбекской ССР, Т961, с.3-50. 2. Галушко А.И. Измерение температуры стекловани полимеров методом магнитоупругости. - Пластические массы, 8, 1967, с. 38-43 (прототип) . * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2700846A1 (fr) * | 1993-01-26 | 1994-07-29 | Brugidou Vincent | Dispositif de mesure de contraintes ou déformations par résonance ferromagnétique, et procédé de mise en Óoeuvre dudit dispositif. |
| EP0666470A3 (ru) * | 1994-01-26 | 1995-09-20 | Honda Motor Co Ltd |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| MX2013012997A (es) | Dispositivo de inspeccion de propiedad de superficie y metodo de inspeccion de propiedad de superficie. | |
| Kvasnica et al. | Highly precise non-contact instrumentation for magnetic measurement of mechanical stress in low-carbon steel wires | |
| SU1109579A1 (ru) | Способ измерени внутренних напр жений в композиционных полимерных материалах | |
| CN115031893A (zh) | 一种基于磁各向异性检测残余应力场的校准方法 | |
| US2505778A (en) | Device for determining moisture content, density, and direction of grain of wood, and other semiconducting material | |
| RU2552124C1 (ru) | Датчик измерения механических напряжений | |
| of Moldovanu et al. | Functional study of fluxgate sensors with amorphous magnetic materials cores | |
| US20110140691A1 (en) | Non-destructive determination of magnetic permeability tensor in materials of arbitrary shape | |
| Wafik | Effect of deformation on Barkhausen jumps of fine wires of iron, nickel and iron-nickel alloy | |
| US3262309A (en) | Strain gage | |
| McDonald et al. | Use of a LVDT displacement transducer in measurements at low temperatures | |
| Cox | A Note on Electromagnetic Induction Micrometers, including a novel circuit, incorporating Metal Rectifiers | |
| SU1093962A1 (ru) | Способ поверки вихретоковых толщиномеров | |
| KR100534047B1 (ko) | 자화율 측정에 의한 환원철의 환원율 측정 방법 | |
| CN114136778B (zh) | 一种航空齿轮磨削烧伤应力检测方法和装置 | |
| RU2152624C1 (ru) | Измеритель напряженности магнитной составляющей переменного электромагнитного поля | |
| JPH06229984A (ja) | 粉末圧縮成形体の検査方法 | |
| SU1002946A1 (ru) | Способ электромагнитного контрол механических свойств ферромагнитных объектов в процессе их движени | |
| SU1012171A1 (ru) | Способ определени содержани ферромагнетика | |
| JPS59133476A (ja) | 一軸磁気異方性膜の磁歪定数検査法 | |
| SU894628A1 (ru) | Устройство дл измерени характеристик магнитных материалов | |
| SU1144003A1 (ru) | Способ измерени механических напр жений в ферромагнитных издели х | |
| FI89414C (fi) | Foerfarande foer maetning av plastisk formfoeraendring och dislokationstruktur i magnetiskt material | |
| Cho et al. | Development of a nondestructive moisture sensor using proton NMR | |
| SU1644018A1 (ru) | Способ неразрушающего контрол механических свойств изделий из углеродистых сталей |