RU2010139689A - Способ определения механических характеристик стержней из полимерных композиционных материалов и устройство для его реализации (варианты) - Google Patents

Abstract

1. Способ определения механических характеристик стержней из полимерных композиционных материалов, предусматривающий нагружение образца возрастающей нагрузкой, регистрацию величины нагрузки и соответствующей деформации образца и последующий расчет значений механических характеристик, отличающийся тем, что образец в виде стержня постоянного сечения с шарнирно закрепленными концами подвергают продольному изгибу путем продольного нагружения, регистрируют величину продольной нагрузки и соответствующие величины стрелы прогиба и радиуса кривизны в зоне наибольшего прогиба, продольное нагружение продолжают до начала разрушения образца, напряжение σ, деформацию ε и модуль упругости E определяют по формулам: ! ! ! ! где Р - приложенная к концам образца продольная нагрузка (реакция шарнирных опор); !f - стрела прогиба образца при продольном изгибе, мм; ! w - момент сопротивления поперечного сечения образца, мм3; ! F - площадь поперечного сеченая рабочей части образца, мм2; ! d - диаметр образца, мм; ! ρ - радиус кривизны в зоне максимального прогиба образца, мм, при этом наибольшее напряжение принимают за предельную прочность σв, а соответствующее ему значение деформации - за предельную деформацию σв. ! 2. Способ определения механических характеристик стержней из композиционных материалов, предусматривающий нагружение образца возрастающей нагрузкой, регистрацию величины нагрузки и соответствующей деформации образца и последующий расчет значений механических характеристик, отличающийся тем, что образец в виде стержня постоянного сечения с шарнирно закрепленными концами подвергают продольному изгибу путем �

Claims (5)

1. Способ определения механических характеристик стержней из полимерных композиционных материалов, предусматривающий нагружение образца возрастающей нагрузкой, регистрацию величины нагрузки и соответствующей деформации образца и последующий расчет значений механических характеристик, отличающийся тем, что образец в виде стержня постоянного сечения с шарнирно закрепленными концами подвергают продольному изгибу путем продольного нагружения, регистрируют величину продольной нагрузки и соответствующие величины стрелы прогиба и радиуса кривизны в зоне наибольшего прогиба, продольное нагружение продолжают до начала разрушения образца, напряжение σ, деформацию ε и модуль упругости E определяют по формулам:

где Р - приложенная к концам образца продольная нагрузка (реакция шарнирных опор);

f - стрела прогиба образца при продольном изгибе, мм;

w - момент сопротивления поперечного сечения образца, мм³;

F - площадь поперечного сеченая рабочей части образца, мм²;

d - диаметр образца, мм;

ρ - радиус кривизны в зоне максимального прогиба образца, мм, при этом наибольшее напряжение принимают за предельную прочность σ_в, а соответствующее ему значение деформации - за предельную деформацию σ_в.

2. Способ определения механических характеристик стержней из композиционных материалов, предусматривающий нагружение образца возрастающей нагрузкой, регистрацию величины нагрузки и соответствующей деформации образца и последующий расчет значений механических характеристик, отличающийся тем, что образец в виде стержня постоянного сечения с шарнирно закрепленными концами подвергают продольному изгибу путем продольного нагружения, регистрируют величину продольной нагрузки и соответствующую величину сближения концов образца в осевом направлении, продольное нагружение продолжают до начала разрушения образца, а механические характеристики определяют по формулам

где P - приложенная к концам образца продольная нагрузка (реакция шарнирных опор);

f - стрела прогиба образца при продольном изгибе, мм;

w - момент сопротивления поперечного сечения образца, мм³;

F - площадь поперечного сечения рабочей части образца, мм²;

d - диаметр образца, мм;

ρ - радиус кривизны в зоне максимального прогиба образца, мм, наибольшее напряжение принимают за предельную прочность σ_в, соответствующее ему значение деформации - за предельную деформацию σ_в; при этом величину стрелы прогиба f образца при продольном изгибе и радиус кривизны ρ в зоне максимального его прогиба в зависимости от величины сближения концов образца в осевом направлении Δ рассчитывают точными численными методами или с помощью аппроксимирующих выражений.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для расчета значений величины стрелы прогиба f образца при продольном изгибе и радиуса кривизны ρ в зоне максимального прогиба образца в зависимости от величины сближения концов образца в осевом направлении Δ используют аппроксимирующие выражения,

где f - стрела прогиба образца при продольном изгибе, мм;

ρ - радиус кривизны в зоне максимального прогиба образца, мм;

δ=Δ/L - относительное сближение концов стержня при продольном изгибе;

L - исходная длина стержня, мм;

Δ - величина сближения концов стержня в осевом направлении, мм;

4. Устройство для определения механических характеристик стержней из полимерных композиционных материалов продольным изгибом, содержащее горизонтальное основание, установленные на нем подвижную с возможностью горизонтального перемещения шарнирную опору и неподвижный силоизмерительный узел, включающий неподвижно закрепленную на основании вертикальную стойку, снабженную в верхней части шарниром с подвешенным на нем кронштейном, на котором со стороны, обращенной к подвижной опоре размешена неподвижная шарнирная опора, а с противоположной - нагружающий наконечник, контактирующий с силоизмерительным датчиком, размещенным на вертикальной стойке, причем гнезда для установки образца в подвижной и неподвижной шарнирных опорах, нагружающий наконечник и силоизмерительный датчик сосны (размещены на одной линии), подвижная опора снабжена нагружающим механизмом, например электродвигателем с редуктором, а между подвижной опорой и силоизмерительным узлом установлены датчики измерения стелы прогиба и радиуса кривизны.

5. Устройство для определения механических свойств стержней из полимерных позиционных материалов, содержащее горизонтальное основание, установленные на нем подвижную с возможностью горизонтального перемещения шарнирную опору и неподвижный силоизмерительный узел, включающий неподвижно закрепленную на основании вертикальную стойку, снабженную в верхней части шарниром с подвешенным на нем кронштейном, на котором со стороны, обращенной к подвижной опоре, размещена неподвижная шарнирная опора, а с противоположной - нагружающий наконечник, контактирующий с силоизмерительным датчиком, размещенным на вертикальной стойке, причем гнезда для установки образца в подвижной и неподвижной шарнирных опорах, нагружающий наконечник и силоизмерительный датчик сосны (размещены на одной линии), подвижная опора снабжена нагружающим механизмом, например электродвигателем с редуктором, и датчиком перемещения.